potenzialanalyse zur optimalen standortbestimmung der

Potenzialanalyse zur optimalen

Standortbestimmung der

Ladeinfrastruktur für den Ausbau der

Elektromobilität im Gebiet der

Wirtschaftsförderung (WFG) Bruchsal

Bachelorarbeit

im Studiengang

Geoinformationsmanagement

vorgelegt von

Alexander Tolle

Matr.-Nr.: 33601

am 31. März 2014

an der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft

Erstprüfer: Prof. Dr. Peter Freckmann

Zweitprüfer: Dr. Florian Kost

Aufgabenblatt für die Bachelorarbeit II

Aufgabenblatt für die Bachelorarbeit

von

Alexander Tolle

an der

HOCHSCHULE KARLSRUHE – TECHNIK UND WIRTSCHAFT

Fakultät für Informationsmanagement und Medien – Studiengang Geoinformationsmanagement

Studienschwerpunkt Geomarketing

in Zusammenarbeit mit der

LUBW - Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg

Thema: Potenzialanalyse zur optimalen Standortbestimmung der Ladeinfrastruktur für

den Ausbau der Elektromobilität im Gebiet der Wirtschaftsförderungsgesellschaft

(WFG) Bruchsal

Aufgaben: Schon seit längerem lassen sich gewisse Veränderungen in den Mobilitäts-

gewohnheiten der Bevölkerung beobachten. Bedingt durch immer höhere Kosten, nicht

nur im Individualverkehr, sondern auch im öffentlichen Verkehr zeigt sich ein Trend zu

preiswerteren Mobilitäts-Alternativen. Dieser Umschwung zeichnet sich unter anderem

durch die steigende Popularität von Fernbussen und Car-Sharing Modellen aus. Auch

der Individualverkehr steht vor einer Wende. Auf längere Zeit gesehen wird der

herkömmliche Verbrennungsmotor nicht mehr wirtschaftlich sein und somit Platz für

neue Antriebsarten machen. Auch wenn in absoluten Zahlen die Elektrofahrzeuge noch

weit hinter den konventionellen liegen, lässt sich ein Trend zur prozentualen

Zulassungssteigerung erkennen.

Ziel der Bachelorarbeit ist eine Analyse, die die am bestgeeignetsten Standorte für eine

Stationierung nach unterschiedlichen Einflussfaktoren ausfindig machen soll. Hierbei

wird nach mehreren Stationstypen unterschieden, da mit jedem Stationstyp andere Vor-

und Nachteile verbunden sind, je nachdem welche technischen und allgemeinen

Anforderungen vorliegen. Auf Basis dieser Stationsdefinitionen soll ein

nachvollziehbares Verfahren zur optimalen Standortermittlung entwickelt werden.

Weiterführend werden Vorschläge gemacht, welcher Stationstyp an welchem Standort

errichtet werden soll. Die Ausgangssituation und die Ziele der regionalen Untersuchung

werden mit den Zielen der Bundesregierung in Bezug gesetzt, um eine realistische

Einschätzung der Ergebnisse und deren Umsetzung zu ermöglichen. Die Ergebnisse der

Arbeit können als Grundlage für einen landesweiten Ansatz zum Ausbau der

Elektromobilität dienen.

Aufgabenblatt für die Bachelorarbeit III

Arbeitsschritte:

- Vorstellung des aktuellen Standes der Elektromobilität

- Darstellung der Ziele der Elektromobilität auf Untersuchungsebene

- Definition der Nutzungsszenarien der Ladeinfrastruktur und der Ladestationen nach

unterschiedlichen Kriterien (Standort, Ladeverfahren) sowie Definitionen der

Ladestationstypen für verschiedene Nutzungsszenarien

- Festlegung der Potenzialfaktoren in Zusammenhang mit den Stationstypen

- Standortanalyse zur Ladeinfrastruktur

- Vorstellung der Ergebnisse auf Gemeindeebene und Gebietsebene

- Vergleich der Ergebnisse mit den gesetzten Zielen der Bundesregierung in der

Umsetzung

- Ergebnissdarstellung auf Ebene der Gemeinden und des Untersuchungsgebiets

- Thematischer Ausblick und daraus resultierende Veränderungen

Alle theoretischen und konzeptionellen Überlegungen sowie die praktischen Arbeiten

und deren Ergebnisse sind zu dokumentieren (schriftliche Ausarbeitung der

Bachelorarbeit). Darüber hinaus ist eine Präsentation für das abschließende Kolloquium

zu erstellen.

Leiter der Bachelorarbeit: Prof. Dr. Peter Freckmann

Zweiter Prüfer: Dr. Florian Kost

Bearbeitungszeit: 3 Monate

Tag der Ausgabe: 07.01.2014

Tag der Abgabe:

Anschrift des Kandidaten: Alexander Tolle

Gellertstraße 26

76185 Karlsruhe

E-Mail: [email protected]

Datum Leiter der Bachelorarbeit Zweiter Prüfer

Erklärung IV

Erklärung

Name: Tolle Vorname: Alexander

Matrikel-Nr.: 33601 Studiengang: Geoinformationsmanagement

Hiermit versichere ich, Alexander Tolle, dass ich die vorliegende Bachelorarbeit mit dem Titel

Potenzialanalyse zur optimalen Standortbestimmung der Ladeinfrastruktur für den Ausbau der

Elektromobilität im Gebiet der Wirtschaftsförderung (WFG) Bruchsal selbständig und ohne

fremde Hilfe verfasst und keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt habe. Die

Stellen der Arbeit, die dem Wortlaut oder dem Sinne nach anderen Werken entnommen wurden,

sind in jedem Fall unter Angabe der Quelle kenntlich gemacht. Die Arbeit ist noch nicht

veröffentlicht oder in anderer Form als Prüfungsleistung vorgelegt worden.

Ort, Datum Unterschrift

Danksagung V

Danksagung

Bedanken möchte ich mich bei den zwei Betreuern, Herrn Prof. Dr. Peter Freckmann und Herrn

Dr. Florian Kost, welche die Abschlussarbeit betreut und ermöglicht haben.

Für die technische und fachliche Unterstützung während der Bearbeitung der Bachelorarbeit

möchte ich mich bei allen Mitarbeitern des Referats 53.2 der Landesanstalt für Umwelt,

Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg bedanken.

Bedanken möchte ich mich auch bei der regionalen Wirtschaftsförderung Bruchsal GmbH, die

während der gesamten Zeit betreuend zur Seite Stand und einen organisatorischen Rahmen

geschaffen hat, indem es möglich war, mich tief in das Thema einzuarbeiten. Außerdem bei

Herrn Dipl.-Ing. Thomas Beck für die stetige Unterstützung.

Besonderer Dank gilt meiner Familie, welche mir das Studium ermöglicht und mich in allen

Lebensbereichen unterstützt hat.

Inhaltsverzeichnis VI

Inhaltsverzeichnis

Aufgabenblatt für die Bachelorarbeit ............................................................................................ II

Erklärung ...................................................................................................................................... IV

Danksagung ................................................................................................................................... V

Inhaltsverzeichnis ......................................................................................................................... VI

Abbildungsverzeichnis ................................................................................................................. IX

Tabellenverzeichnis ...................................................................................................................... X

1 Motivation ............................................................................................................................. 1

2 Inhalt und Struktur der Arbeit ............................................................................................... 3

2.1 Zusammenfassung ......................................................................................................... 3

2.2 Aufbau und Ziele der Arbeit ......................................................................................... 5

3 Organisatorische Umfelder ................................................................................................... 6

3.1 Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz .............................................. 6

3.2 Smart Geomatics Informationssysteme GmbH ............................................................. 6

3.3 Regionale Wirtschaftsförderung Bruchsal GmbH ........................................................ 7

3.4 Expertengruppe Energie & Infrastruktur....................................................................... 7

4 Bundespolitische und rechtliche Rahmenbedingungen ......................................................... 8

4.1 Bestand und Ziele der Elektromobilität ........................................................................ 8

4.1.1 Bestand .................................................................................................................. 8

4.1.2 Ziele ...................................................................................................................... 8

4.2 Normen und Standards ................................................................................................ 11

4.2.1 Wechselstrom - Mode 1 ...................................................................................... 11



4.2.4 Gleichstrom - Mode 4 ......................................................................................... 12

5 Technische Rahmenbedingungen ........................................................................................ 13

5.1 Langsamladen ............................................................................................................. 13

Inhaltsverzeichnis VII

5.1.1 Ladevorgang ........................................................................................................ 13

5.1.2 AC – Laden (Wechselstrom) ............................................................................... 13

5.1.3 Langsamladestationen ......................................................................................... 14

5.2 Schnellladen ................................................................................................................ 14

5.2.1 Ladevorgang ........................................................................................................ 14

5.2.2 DC – Laden (Gleichstrom) .................................................................................. 15

5.2.3 Schnellladestationen ............................................................................................ 15

5.3 Mischstationen ............................................................................................................ 17

6 Standortanalyse ................................................................................................................... 18

6.1 Nutzungsszenarien ...................................................................................................... 18

6.1.1 Privat ................................................................................................................... 19

6.1.2 Sharing ................................................................................................................ 19

6.1.3 Firma ................................................................................................................... 19

6.1.4 Kunde .................................................................................................................. 19

6.2 Stationstypen ............................................................................................................... 20

6.3 Datenquellen ............................................................................................................... 21

6.3.1 Bahnhöfe ............................................................................................................. 21

6.3.2 Verkehrsstärke..................................................................................................... 21

6.3.3 Parkplätze ............................................................................................................ 22

6.3.4 Solarpotenzial ...................................................................................................... 22

6.3.5 Unternehmensklassifikation ................................................................................ 23

6.4 Gewichtung der Einflussfaktoren ................................................................................ 24

6.4.1 Privatfahrzeug ..................................................................................................... 24

6.4.2 Sharingfahrzeug .................................................................................................. 25

6.4.3 Firmenfahrzeug ................................................................................................... 25

6.4.4 Kundenfahrzeug .................................................................................................. 26

6.5 Methodischer Ansatz ................................................................................................... 27

6.6 Analyse ........................................................................................................................ 28

Inhaltsverzeichnis VIII

7 Darstellung der Ergebnisse ................................................................................................. 31

7.1 Fallbeispiele ................................................................................................................ 31

7.2 Ergebnisse auf Gemeindeebene .................................................................................. 33

7.3 Webviewer .................................................................................................................. 35

7.4 Stromnetzkapazitätsprüfung ........................................................................................ 37

8 Fazit und Ausblick .............................................................................................................. 38

8.1 Fazit ............................................................................................................................. 38

8.2 Chancen und Risiken................................................................................................... 39

8.3 Ausblick ...................................................................................................................... 40

Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................................... 42

Literaturverzeichnis .................................................................................................................... 43

Anhang A - Branchendifferenzierung ......................................................................................... 46

Anhang B – Quellcode Viewer ................................................................................................... 47

Anhang C - Rastermodell ............................................................................................................ 49

Anhang D - Nutzungsszenarien .................................................................................................. 50

Anhang E..................................................................................................................................... 51

Inhalt der CD ........................................................................................................................... 51

Abbildungsverzeichnis IX

Abbildungsverzeichnis

ABB. 1 – UNTERSUCHUNGSGEBIET .............................................................................................................. 4

ABB. 2 – HOCHRECHNUNG BESTAND ........................................................................................................ 10

ABB. 3 – BEDARF AN LADESTATIONEN ...................................................................................................... 10

ABB. 4 – ÜBERBLICK LADEMODI ................................................................................................................ 12

ABB. 5 – FAHRZEUGTYPEN ......................................................................................................................... 18

ABB. 6 – STATIONSTYPEN .......................................................................................................................... 20

ABB. 7 – GEWICHTUNGSFAKTOREN........................................................................................................... 24

ABB. 8 – RASTER ÜBERLAGERUNG ............................................................................................................. 29

ABB. 9 – VERKETTETE POLYGONE .............................................................................................................. 30

ABB. 10 – BAHNHOF BRUCHSAL ................................................................................................................ 31

ABB. 11 – THERME BAD SCHÖNBORN ....................................................................................................... 32

ABB. 12 – BAHNHOF BRETTEN ................................................................................................................... 33

ABB. 13 – STROMNETZKAPAZITÄTSPRÜFUNG - ÜBERSICHT ...................................................................... 37

ABB. 14 – WEBVIEWER INFRASTRUTKUR................................................................................................... 35

ABB. 15 – WEBVIEWER SCREENSHOT ........................................................................................................ 36

ABB. 16 – WEBVIEWER AUFBAU ................................................................................................................ 36

ABB. 17 – ERMITTELTE STATIONEN ........................................................................................................... 39

Tabellenverzeichnis X

Tabellenverzeichnis

TAB. 1 – BESTAND EV ................................................................................................................................... 8

TAB. 2 – PROGNOSE EV ................................................................................................................................ 9

TAB. 3 – GEWICHTUNG PRIVAT ................................................................................................................. 24

TAB. 4 – GEWICHTUNG SHARING .............................................................................................................. 25

TAB. 5 – GEWICHTUNG FIRMEN ................................................................................................................ 25

TAB. 6 – GEWICHTUNG KUNDEN ............................................................................................................... 26

TAB. 7 – RASTER/VEKTOR VERGLEICH ....................................................................................................... 27

TAB. 8 - GEMEINDEÜBERSICHT .................................................................................................................. 34

1 Motivation 1

1 Motivation

Bedingt durch Veränderungen in den Mobilitätsgewohnheiten der Bevölkerung steigt die

Popularität von Sharingkonzepten und Fernbussen. Auch die Elektromobilität rückt immer mehr

in den Fokus der Verkehrsteilnehmer. Der Individualverkehr mit fossilen Energieträgern wird

zunehmend teurer und die Nachfrage nach anderen Antriebsarten steigt stetig. Einerseits wird

die Umweltfreundlichkeit der Elektromobilität als sehr wichtiger Punkt im Ausbau der

Elektromobilität gesehen. Andererseits sind für viele potenzielle Nutzer auch die

wirtschaftlichen Aspekte von großer Bedeutung. Ein elektrisch betriebenes Fahrzeug soll

sowohl in Verbrauch, Anschaffungspreis, als auch Betriebskosten den konventionellen

Fahrzeugen in nichts nachstehen. Auch wenn hier die Elektromobilität noch ihre Schwächen

hat, so ist die Elektrifizierung des Antriebs zukunftsweisend und wird sich durch den

anhaltenden Forschungs- und Entwicklungsprozess auch preislich anpassen. Schon jetzt lässt

sich an Hand der Zulassungszahlen ein Trend hin zur Elektromobilität erkennen. Sank der

Anteil der PKW Neuzulassungen mit Verbrennungsmotor 2013 im Vergleich zum Vorjahr

bundesweit um 3,4% (Benzin) bzw. um 5,6% (Diesel), so ist der Anteil der reinen Elektroautos

2013 um 104,7% gestiegen1. Ein erster Hinweis darauf, dass Veränderungen bevorstehen.

Dieser Trend verstärkt sich bei Betrachtung der Preisentwicklung von Benzin2 und Batterien

3.

Nicht zu unterschätzen ist die bessere Umweltverträglichkeit der Elektroautos. Obwohl der

ökologische Fußabdruck eines Elektroautos noch kaum besser ist, als bei sparsamen

konventionellen Fahrzeugen4, ist mit den Fortschritten im Bereich Forschung und Entwicklung

damit zu rechnen, dass die Effizienz der kompletten Energie-Wertschöpfungskette mit dem

Ausbau der erneuerbaren Energien deutlich ansteigt. Bereits jetzt ist die Effizienz im

Routinebetrieb im Vergleich zu den Verbrennungsmotoren um ein vielfaches höher5. Neben den

wirtschaftlichen Aspekten beeinflussen auch der demographische Wandel, sowie die

Urbanisierung den Ausbau der Elektromobilität. Durch die Abwanderung in die Städte geht das

öffentliche Mobilitätsangebot im ländlichen Raum immer stärker zurück und muss auf andere

Weise ergänzt werden. Auch die damit einhergehende offene Einstellung zur Elektromobilität

bietet Potenzial für Sharing Modelle auf Basis von Elektrofahrzeugen. Das Auto wird weniger

als Statussymbol gesehen und will benutzt und nicht mehr zwingend besessen werden. Sowohl

in der Politik, als auch in der Wirtschaft ist die Elektromobilität bereits seit längerem

1 KBA

2 STATISTA

3 INSIDEEVS2

4 EMPA

5 KIT

1 Motivation 2

angekommen und wird als zukunftsweisend angesehen. Es ist also nicht die Frage ob, sondern

wann die Elektromobilität als favorisierte Form des Individualverkehrs etabliert sein wird.

„Für die Zukunft nimmt ein Trend immer deutlicher Form an:

Die vollständige Elektrifizierung des Antriebs.“

Daimler-Chef Dieter Zetsche – November 2008

In einer Studie der Ruhr-Universität Bochum von 2010 testeten 70 Probanden die

Alltagstauglichkeit von Elektroautos im täglichen Gebrauch. Vor allem zwei Punkte wurden als

besonders negativ empfunden. Einerseits die deutlich geringere Höchstgeschwindigkeit im

Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen, andererseits die noch recht dünne Verbreitung der

Lademöglichkeiten6. Jedoch waren die Kritiken der Studienteilnehmer deutlich positiver als

zuvor erwartet. Dies zeigt, dass es aktuell noch ein großes Akzeptanzproblem der Bevölkerung

gegenüber der elektrischen Mobilität gibt. Mit dem Aufbau der Infrastruktur wird nicht nur der

technische Grundstein gelegt, sondern auch die Elektromobilität, durch die Präsenz der

Stationen, der Bevölkerung näher gebracht und das Interesse geweckt.

6 RUB, S.46

2 Inhalt und Struktur der Arbeit 3

2 Inhalt und Struktur der Arbeit

Im Nachfolgenden wird der Inhalt der Thesis zusammengefasst und die strukturelle Gliederung

vorgestellt.

2.1 Zusammenfassung

Die Potenzialanalyse zur Standortfindung der Ladeinfrastruktur betritt Neuland auf ihrem

Gebiet. Bisherige Ladesäulen sind meist ohne grundlegende Analysen nach einfachsten

Auswahlverfahren oder auch aus Imagegründen bestimmt worden und können somit gewisse

Schwachstellen aufweisen. Die Thesis entwickelt im Gegensatz dazu eine Analyse der am

bestgeeignetsten Standorte aufgrund nachvollziehbarer Kriterien. Dabei werden

unterschiedliche Einflussfaktoren ermittelt um weg von subjektiven Entscheidungen und hin zu

einem generell verwendbaren Konzept zu kommen. Die Flexibilität der Analyse wird durch

einen modularen Aufbau gewährleistet. Hierbei wird nach mehreren Stationstypen

unterschieden. Mit jedem Stationstyp sind andere Vor- und Nachteile verbunden, je nachdem

welche technischen Anforderungen oder weitere Rahmenbedingungen vorliegen. Auf Basis

dieser Stationsdefinitionen sollen plausible und nachvollziehbare Standorte ermittelt werden.

Neben der reinen Standortsuche wird eine Plausibilitätsprüfung der Standorte auf Basis der

Stromnetzkapazität von den jeweiligen Netzbetreibern durchgeführt. Die Bewertung der

Stationstypen findet auf Basis folgender Fragen statt:

- Wer soll mit dieser Tankstelle angesprochen werden? (Nutzungsszenarien)

- Wer ist für die Station verantwortlich? (Betreiber)

- Wo soll die Station platziert werden? (Standort)

Die Prüfung der Stromnetzkapazität wird nicht in der Thesis behandelt, lediglich die Ergebnisse

werden vorgestellt. Durch die unterschiedlichen Anforderungen von Benutzerseite, ändern sich

auch die technischen Aspekte der Station. So wird z. B. im öffentlichen Raum das

Schnellladekonzept bevorzugt, jedoch bei längeren Standzeiten beim Arbeitgeber auch ein

langsameres Laden. Dies senkt beispielsweise die Infrastrukturkosten und schont die Batterie.

Es lassen sich somit drei Hauptfragen für die Stationstypen definieren:

- Welche Stationen eignen sich für welche Einsatzgebiete und Anforderungen?

- Wo liegen die potenziell bestgeeignetsten Standorte?

- Können die Stationen an die bestehende Netzinfrastruktur angebunden werden?


Bei der Ermittlung potenzieller Standorte wird somit nicht nur die geographische Komponente

berücksichtigt. Durch die Anpassung der Stationen an die Anforderungen bzw. die vorgesehene

Nutzung fließt auch eine wirtschaftliche Komponente indirekt mit in die Analyse ein.

Die Analyse ist räumlich auf die Wirtschaftsförderung und einige umliegenden Gemeinden

begrenzt:

Gemeinde Bad Schönborn Gemeinde Dettenheim Gemeinde Forst

Gemeinde Gondelsheim Gemeinde Graben-Neudorf Gemeinde Hambrücken

Gemeinde Karlsdorf-Neuthard Gemeinde Kronau Gemeinde Kürnbach

Gemeinde Oberderdingen Gemeinde Sulzfeld Gemeinde Zaisenhausen

Stadt Bretten Stadt Bruchsal Stadt Kraichtal

Stadt Östringen Stadt Philippsburg Stadt Waghäusel

Gemeinde Ubstadt-Weiher Gemeinde Oberhausen-Rheinhausen

Abb. 1 – Untersuchungsgebiet


2.2 Aufbau und Ziele der Arbeit

Ziel der Arbeit ist es, nicht nur potenzielle Standorte für Elektro-Tankstellen zu finden, sondern

weiterführend Vorschläge zu machen, welcher Stationstyp an welchem Standort errichtet

werden soll. Die Ausgangssituation und die Ziele der Untersuchung werden mit den Zielen der

Bundesregierung in Bezug gesetzt um eine realistische Einschätzung der Ergebnisse und deren

Umsetzbarkeit zu ermöglichen. Die Ergebnisse der Arbeit können als Grundlage für den Ausbau

der Elektromobilität dienen.

Zu Beginn stellt die Arbeit kurz die rechtliche und bundespolitische Ausgangssituation der

Elektromobilität vor. Dies geschieht sowohl auf Bundesebene, als auch auf Ebene des

Untersuchungsgebiets um damit einen ersten Eindruck zur IST-Situation aufzuzeigen. Die

Ausgangssituation wird mit den Zielen der Bundesregierung in Bezug gesetzt, welches auch als

Motivation für die Analyse dient.

Im nächsten Teil werden technische Grundlagen erklärt und der Analyse zu Grunde liegende

Referenzwerte im Bereich der Elektromobilität vorgestellt.

Ein größerer Abschnitt behandelt die Beschreibung der Ladestationen und deren

Unterscheidung nach verschiedenen Kriterien. Diese Unterteilung soll die Vor- und Nachteile

der Typen aufzeigen und ihre Eignung für verschiedene Szenarien festlegen.

Den zuvor definierten Stationstypen werden anschließend, basierend auf den Datengrundlagen,

Einflusskriterien zugewiesen. Im Analyseteil der Arbeit wird zunächst der methodische Ansatz

vorgestellt. Die eigentliche Analyse besteht aus der Standortfindung mittels der zuvor

festgelegten Einflusskriterien und der Stationstypunterscheidung.

Die Ergebnisse der Analyse werden sowohl auf Gemeindeebene, als auch auf gesamter

Gebietsebene vorgestellt.

Die Thesis schließt mit einem Fazit zur Analyse ab und gibt einen thematischen Ausblick zur

Elektromobilität.

3 Organisatorische Umfelder 6

3 Organisatorische Umfelder

Im nachfolgenden Abschnitt werden die beteiligten Stellen vorgestellt, die als organisatorisches

Umfeld die Thesis betreut haben

3.1 Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz

Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) ist eine Anstalt des

öffentlichen Rechts und beschäftigt sich mit Fragen des Umwelt- und Naturschutzes, des

technischen Arbeitsschutzes, des Strahlenschutzes und der Produktionssicherheit. Die LUBW

selbst ist eine junge Institution, welche erst am 1. Januar 2006 durch die Zusammenlegung der

Landesanstalt für Umweltschutz und dem Zentrum für Umweltmessungen, Umwelterhebungen

und Gerätesicherheit entstanden ist. Zuständig als Kompetenzzentrum für Verwaltung, Politik

und interessierte Bürger, gibt die LUBW erhobene, gemessene, errechnete und vor allem

bewertete Daten weiter, um komplexe Fragen des Naturschutzes zu klären.7

Im März 2013 wurde der Potenzialatlas für erneuerbare Energien Baden-Württemberg der

Öffentlichkeit vorgestellt um damit einen ersten Beitrag zur geplanten Energiewende zu leisten.

Dies hat den Grundstein für weiterführende Projekte im Rahmen der Energiewende und damit

verbundenen Themen gesetzt. Das weiterführende Projekt „Energieatlas“ soll künftig

zusätzliche Themen, unter anderem die Elektromobilität behandeln, was nicht zuletzt an der

starken Abhängigkeit der Mobilität an fossilen Energieträgern hängt.

3.2 Smart Geomatics Informationssysteme GmbH

Das 2006 gegründete Software- und Dienstleistungsunternehmen hat sich insbesondere auf den

Umgang mit Geodaten spezialisiert. Seit der Gründung sind verschiedene Kooperationen mit

kommunalen und staatlichen Institutionen, vor allem im Bereich der erneuerbaren Energien, zu

Stande gekommen. Die Firma smart geomatics stand beratend und betreuend bei der

Durchführung der Bachelorarbeit zur Seite.8

7 LUBW

8 SG

3 Organisatorische Umfelder 7

3.3 Regionale Wirtschaftsförderung Bruchsal GmbH

Die regionale Wirtschaftsförderung Bruchsal GmbH beschäftigt sich seit 25 Jahren mit der

Innovations-, sowie Zukunftsfähigkeit der Gesellschaftergemeinden. Zum einen durch die

Betreuung neuer oder bereits ansässiger Unternehmen aber auch die Behandlung

energiebezogener Themen spielt eine wichtige Rolle. Mit der Bachelorarbeit soll der Region

zeitlich passend zum Beginn der Markthochlaufphase der Elektromobilität das vorhandene

Innovationspotenzial im Bereich der Mobilität aufgezeigt werden. Die Gesellschafter-

versammlung der WFG hat im Dezember 2013 eine Initiative Elektromobilität beschlossen. Als

Grundlage für die Umsetzung in den Gemeinden soll die vorliegende Bachelorarbeit dienen. Für

die Planung und Durchführungsbegleitung wurde eine regionale Expertengruppe Energie &

Infrastruktur ins Leben gerufen.9

3.4 Expertengruppe Energie & Infrastruktur

Das Thema wird über die Bachelorarbeit hinaus von einer regionalen Expertengruppe Energie &

Infrastruktur begleitet. Die Expertengruppe wurde im Rahmen des Zukunftsforums

Wirtschaftsregion Bruchsal gegründet, welches als strategischer Regionalentwicklungsprozess

von der WFG Bruchsal koordiniert wird. In der Expertengruppe Energie & Infrastruktur sind

folgende Institutionen vertreten:

Sprecherin: Birgit Schwegle, Umwelt- und Energieagentur Kreis Karlsruhe

Teilnehmer:

Battery-direct GmbH & Co. KG Dr. Fella Industriebedarf GmbH

Gemeinde Dettenheim Gemeinde Karlsdorf-Neuthard

Gemeinde Sulzfeld e-motec GmbH

KHW World Wide GmbH Krämer Erdwärme GmbH

Leicht Gruppe Michael Koch GmbH

SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG Stadtwerke Bruchsal GmbH

VMT GmbH

Bisherige Sitzungen fanden am 8.Juli, 11. November 17. Dezember 2013, sowie 18. Februar

2014 statt. Im Rahmen der Sitzungen wurde das Konzept der Bachelorarbeit vorgestellt und mit

den Teilnehmern diskutiert, um eine möglichst realitätsnahe Umsetzung der Untersuchung zu

gewährleisten.

9 WFG

4 Bundespolitische und rechtliche Rahmenbedingungen 8

4 Bundespolitische und rechtliche Rahmenbedingungen

Basierend auf aktuellen Bestandszahlen zur Elektromobilität stellt dieses Kapitel unter

Zuhilfenahme und Erläuterung von grundlegenden Rahmenbedingungen und Vorgaben

Prognosen für die Analyse auf.

4.1 Bestand und Ziele der Elektromobilität

4.1.1 Bestand

Nach Angaben des Kraftfahrtbundesamt (KBA) gab es zum 1. Januar 2013 7.114 Elektro-

fahrzeuge (EV) auf deutschen Straßen. Das Ziel von einer Million EV bis 2020 scheint auf den

ersten Blick noch in weiter Ferne. In vielen Fällen ist der Ausbau der Ladeinfrastruktur ein

„Schaufensterprojekt“ und dient primär als Test für die Markthochlaufphase, die dieses Jahr

beginnen soll. Rechnerisch ergibt sich nach den Angaben des KBA für das Analysegebiet ein

Bestand von aktuell 16 Elektrofahrzeugen (vgl. Tabelle 1). Die Rechnung ergibt sich aus der

Anzahl Einwohnerzahl/EV für den ländlichen Raum. Als Referenzwert dient hier der gesamte

Landkreis Karlsruhe, da für detailliertere Verwaltungseinheiten keine Informationen vorliegen.

Um dennoch die Rechnung auf das Analysegebiet anzupassen wird der Wert für den Bestand

über die gemeindebezogen vorliegenden Daten zu den Einwohnerzahlen gerechnet.

4.1.2 Ziele

Mit dem von der Bundesregierung als Ziel gesetzten Bestand im Jahr 2020, hängt eine grob

definierte Anzahl an Ladepunkten zusammen. Im dritten Fortschrittsbericht der Nationalen

Plattform Elektromobilität werden für 2020 950.000 Stationen vorhergesagt, um dem Bedarf

flächendeckend gerecht zu werden. Ein Großteil dieser Stationen entfällt auf private Investoren.

Neben den privaten Stationen sind allerdings auch ca. 150.000 öffentliche Ladepunkte

Tab. 1 – Bestand EV


gefordert, sowie 7.000 Schnellladestationen vorgesehen10

. Um eine Anzahl an Stationen für das

Analysegebiet nach Vorgaben der nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) zu ermitteln,

wird ein prognostizierter Wert an EVs für das Jahr 2020 benötigt. In der nachfolgenden

Rechnung wird, mit dem von der Bundesregierung vorgegebenen Ziel („eine Million

Elektroautos auf deutschen Straßen“), eine Prognose für das Analysegebiet aufgestellt. Die

Rechnung wird von der Bundesebene über die Einwohnerzahl auf die Analyseebene

heruntergebrochen, unter der Annahme, dass die Einwohnerzahl im Zeitraum bis 2020 stagniert.

Inwieweit die Einschätzung der Bundesregierung für den Bestand an EV im Jahr 2020

realistisch ist, lässt sich nur schwer feststellen. Geht man, basierend auf den Jahren 2012 und

2013, von einem anhaltenden Wachstum bei den Zulassungszahlen aus, so kann eine

exponentielle Steigerung erwartet werden. Bei aktueller Wachstumsrate von 104,7 % wird 2020

ein Bestand von 1.071.358 EV auf deutschen Straßen erreicht (vgl. Abb.2). Die für diese

Rechnung benötigte konstante Wachstumsrate wird mit hoher Wahrscheinlichkeit

Schwankungen ausgesetzt sein. Wie stark das angenommene Wachstum von der Realität

abweicht, ist nicht zuletzt auch von der Akzeptanz der Elektromobilität in der Bevölkerung

abhängig.

10

NPE, S.50

Tab. 2 – Prognose EV


Fehler!

Aus der Prognose für das Analysegebiet ist ein Wert von 1.868 EV für das Jahr 2020 ermittelt

worden. Aus den Vorgaben der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) für das gesamte

Bundesgebiet kann anhand des Bestandes an Elektroautos ein grober Wert für die Anzahl an

Ladepunkten ermittelt werden. Es handelt sich jedoch nach AG3 – Ladeinfrastruktur und

Netzintegration der NPE11

eher um eine Obergrenze der Stationen.

11

NPE2, S.4

Abb. 3 – Bedarf an Ladestationen

Abb. 2 – Hochrechnung Bestand


4.2 Normen und Standards

Schnellladeverfahren und Langsam- bzw. Normalladeverfahren sind keine einheitlichen

Bezeichnungen für die unterschiedlichen Lademöglichkeiten und werden oft unterschiedlich

interpretiert. Um eine präzisere Unterscheidung der Lademöglichkeiten zu gewährleisten, wurde

2012 die Norm DIN IEC 61851-1 (VDE 0122-1) festgelegt, welche vier Lademodi

unterscheidet. Die Unterteilung der Stationen nach dieser Norm ermöglicht die Überprüfung der

vorhandenen Netzkapazität bei den ermittelten Stationen.

4.2.1 Wechselstrom - Mode 1

Dieser Lademodus beschränkt sich auf das Laden mit Ein- und Dreiphasen-Wechselstrom und

ermöglicht nur eine vergleichsweise niedrige Ladeleistung bis 11 kW. Bedingt durch die

geringe Ladeleistung ist keine Ladesteuerung notwendig und der Vorgang kann mit

haushaltstypischen Schuko-Steckern oder Industrie-Drehstromsteckern (CEE) durchgeführt

werden. Zusätzlicher Schutz kann durch eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung in der Leitung

gewährleistet werden.12

Strom Ein- und Dreiphasen-Wechselstrom

Spannung/Stärke max. 230 V/400 V bei max. 16 A

Ladeleistung 3,7 kW/11 kW

Steckertyp Schuko/CEE


Die technischen Eigenschaften dieses Lademodus entsprechen bis auf eine höhere Stromstärke,

dem Mode 1. Durch die höhere Stromstärke wird eine Ladekontrolle vorgeschrieben. Diese wird

seitens des Fahrzeugs durch eine In-Cable-Control Box (ICCB) in Verbindung mit einer

zusätzlichen Sicherung im Kabel realisiert.


Spannung/Stärke 230 V/400 V bei max. 32 A

Ladeleistung 7,4 kW/22 kW

Steckertyp Schuko/CEE

12

EMOBIL, S.15



Dieser Modus beschreibt einerseits das Laden mit Ein- und Dreiphasen-Wechselstrom mit

höherer Stromstärke, andererseits das Wechselstrom-Schnellladen mit deutlich erhöhter

Stromstärke. Des Weiteren schreibt der Standard hier die Verwendung von genormten Steckern,

sowie eine Ladesicherung vom Auto und der Station mittels In-Cable-Control-Box (ICCB) vor.

Aus Sicherheitsgründen muss das Ladekabel fest mit der Station verbunden sein.


Spannung/Stärke 230 V/400 V bei 32 A, max. 250 A

Ladeleistung 7,4 kW/22 kW, 57 kW/100 kW

Steckertyp Schuko/CEE, Typ-2-Stecker

4.2.4 Gleichstrom - Mode 4

Als einziger in der Norm festgelegter Standard wird das Laden mit Gleichstrom beschrieben.

Hierbei können mehrfach höhere Spannungen und Ladeleistungen erreicht und eine

Schnellladung ermöglicht werden. Die Sicherheitsbestimmungen entsprechen Mode 3.

Strom Gleichstrom

Spannung/Stärke mehrere hundert Volt bei max. 400 A

Ladeleistung über 100 kW

Steckertyp Typ-2-Stecker

Abb. 4 – Überblick Lademodi

5 Technische Rahmenbedingungen 13

5 Technische Rahmenbedingungen

Im nachfolgenden Kapitel werden die unterschiedlichen Möglichkeiten zur Ladung technisch

und anwendungsbezogen vorgestellt und auf die Relevanz für die Analyse überprüft.

5.1 Langsamladen

5.1.1 Ladevorgang

Unter Langsam- und Normalladung wird meist das Wechselstromladen mit niedriger

Ladeleistung von 3,7 kW verstanden. Allerdings sind auch höhere Ladeleistungen bis 22 kW

der Normalladung zuzuordnen, obwohl sie auf Grund der noch fehlenden höheren Leistungen

mit Wechselstrom oft als Wechselstromschnellladung oder Semi-Schnellladung bezeichnet

wird. Im Bereich der Wechselstromladelösungen soll nach Vorstellung des europäischen

Automobilverbands Mode 3 bis 2017 zum Standard, Mode 2 nur noch in Ausnahmefällen und

Mode 1 gar nicht mehr verwendet werden13

. Somit kann das Laden mit Wechselstrom als

Langsam-/Normalladen und einer Ladeleistung von 22 kW im öffentlichen Raum verstanden

werden. Das Laden mit hausüblichen Schuko-Steckern welches aktuell noch durchgeführt wird

und mehrere Stunden beansprucht wird demnach in absehbarer Zeit nicht mehr im öffentlichen

Raum praktiziert. Die Ladung mit Industriesteckern und dem Typ-2-Stecker begrenzt die Dauer

der Ladung auf wenige Stunden. Zusätzlich werden im Mode 3 auch weitaus höhere

Ladeleistungen beschrieben und die aktuelle Wechselstromschnellladung mit 22 kW liegt hier

nur an der unteren Grenze. Für die ermittelten Stationen kann der Mode 3 und eine Ladeleistung

mit mindestens 22 kW im Standardfall festgelegt werden.

5.1.2 AC – Laden (Wechselstrom)

Die Stromübertragung läuft aktuell zum größten Teil im Wechselstromverfahren, was

hauptsächlich an der Wirtschaftlichkeit dieser Übertragungsart liegt. Bei der Betrachtung der

definierten Lademodi wird klar, dass sich Gleichstrom insbesondere für die Schnellladung

besser eignet. Da der Großteil des Netzes allerdings auf Wechselstrom ausgelegt ist, wird die

Ladeinfrastruktur im ersten Schritt auch hauptsächlich auf Wechselstrom zurückgreifen. Nach

den aktuellen Standards und Normen hat aber auch die Wechselstromladung noch großes

Potenzial bezüglich Ladeleistung und somit der Ladedauer. In einer Änderung der Norm zum

13

ACEA


Mode 3 sind Stromstärken von bis zu 250 Ampere beschrieben. Durch eine Steigerung der

Stromstärke, sind auch hier Ladeleistungen bis hin zum dreistelligen Bereich denkbar. Jedoch

ist, ähnlich der Gleichstromladung, die Netzkapazität als einer der problematischsten Faktoren

zu sehen. Positiv hingegen ist, dass der Strom direkt aus dem Netz gespeist werden kann.

Sobald allerdings eine Solaranlage unterstützend mit erneuerbaren Energien laden soll, ist

wiederum ein Wechselrichter notwendig, der den Solarstrom für die Station kompatibel macht.

5.1.3 Langsamladestationen

Diese Ladelösung bietet sich nur bei längeren Standzeiten an. Die Schwierigkeit liegt in der

Verortung der Parkplätze mit längeren Standzeiten. Jedoch lassen sich gewisse Standorte

festlegen, an denen eine längere Standzeit gewährleistet ist. Vorteile dieser Art von

Ladestationen liegen zum einen in den niedrigeren Kosten, sowie im schonenden Laden für die

Batterie. Des Weiteren kann das Langsamladen ohne Aufsicht stattfinden. Insbesondere das

Laden beim Arbeitgeber auf Mitarbeiterparkplätzen bietet sich an. Jedoch auch an

unterschiedlichen Einrichtungen, an denen eine längere Standzeit gewährleistet ist. Zusätzlich

kann das Langsamladen als Zwischenladen und somit zur Reichweitenverlängerung dienen,

obwohl die Effizienz gegenüber der Schnellladung deutlich geringer ist. Es kann dem Nutzer so

eine gewisse Sicherheit gegeben werden. Neben den Stationen, welche mit großer

Wahrscheinlichkeit eine längere Parkdauer aufweisen, wird es auch Bedarf an öffentlich

platzierten Stationen geben. Besonders in Innenstädten gibt es viele sogenannte

„Laternenparker“ ohne eigenen Stellplatz, die ihr Auto z. B. über Nacht in ihrer Nähe laden

wollen. Da sich diese Standorte ähnlich den Stationen von Privatpersonen am Wohnsitz der

Nutzer orientieren, ist dies nicht Bestand der Untersuchung.

5.2 Schnellladen

5.2.1 Ladevorgang

Obwohl die Schnellladung oft in Zusammenhang mit der 22 kW-Wechselstromladung genannt

wird, beschreibt der Begriff im Eigentlichen, die Ladung mit Gleichstrom und deutlich höheren

Ladeleistungen. Die Größenordnung liegt hier bei mehreren hundert Volt und dreistelligen

Ladeleistungen. Durch die hohen Ladeleistungen können theoretisch Ladezeiten von weniger

als 10 Minuten für Reichweiten von 50 km erzielt werden. Jedoch ist die Ladung mit hohen

Leistungen schädlicher für die Batterie und kann aufgrund der hohen Wärmeentwicklung in der

Batterie nicht immer vorausgesetzt werden.


5.2.2 DC – Laden (Gleichstrom)

Mittels Gleichstrom können deutlich höhere Ladeleistungen ermöglicht werden und in

bestimmten Fällen ist die Ladelösung mit Gleichstrom auch die Nächstliegende. Die

Einspeisung aus regenerativen Energien erfolgt über Gleichstrom. Dies zieht den Nachteil mit

sich, dass Solarstromerzeuger oftmals ihren erzeugten Strom nicht selbst verwenden können und

in das Stromnetz einspeisen. Ab einer gewissen Anlagengröße könnte jedoch der Gleichstrom in

Ladestationen rentabel eingespeist werden. Positiv wirkt hier der dezentrale

Stromversorgungsansatz. Um die Elektromobilität umweltfreundlicher und rentabler zu

gestalten, ist es unabdingbar regenerative Energieträger einzubeziehen und den Strom möglichst

dezentral vor Ort zu verbrauchen.

Durch die Beschaffenheit des Stromnetzes ist besonders bei Schnellladungen die Unterstützung

durch Solarpanels vor Ort ein nicht zu unterschätzendes Kriterium. Der Strom muss nicht

umgewandelt werden und kann direkt genutzt werden. Zusätzlich wird die bestehende

Netzinfrastruktur entlastet, da bei unterstützender Solareinstrahlung die vom Netz bezogene

Kapazität bei entsprechender installierter Solarleistung deutlich vermindert werden kann. Somit

bietet sich das DC-Laden in Kombination mit regenerativen Energien an.

5.2.3 Schnellladestationen

Durch die hohe Ladeleistung ist eine kurze Ladezeit gewährleistet, welches dem Nutzer vor

allem als Reichweitenverlängerung dient. Als Standardladeverfahren ist es aktuell jedoch nicht

zu empfehlen, da die Standzeit von PKWs im privaten Bereich mehrere Stunden beträgt. Es

besteht also im privaten Bereich kein Bedarf an Schnellladestationen. Bedingt durch höhere

Kosten, sowie eine stärkere Belastung und Verkürzung der Batterielebensdauer empfiehlt sich

die Schnellladestation vorwiegend in öffentlichen Bereichen, wenn nur eine kurze Standzeit

gewährleistet ist. Größere Gebäude im Bereich des Einzelhandels oder der Verwaltung bieten

eine geeignete Anzahl an Parkplätzen sowie die Möglichkeit der dezentralen Energieerzeugung

z.B. durch Solarenergie. Es ist jedoch davon auszugehen, dass größere öffentliche

Einrichtungen nicht in allen Fällen über eine ausreichende Netzanbindung verfügen, um

mehrere Schnellladestationen betreiben zu können. Da das DC Laden oftmals auch außerhalb

der Ortschaften, insbesondere für den Durchgangsverkehr auf Bundesstraßen oder Autobahnen

interessant ist, bietet sich eine Kombination mit der Potenzialuntersuchung der Solarfreiflächen

an. In den meisten Fällen sind die Freilandanlagen deutlich größer als die Dachanlagen und

erzeugen somit genug Strom um eine schnelle Ladung zu ermöglichen. Auch die Netzkapazität

ist auf eine solche Ladeleistung bereits ausgelegt, wenn die Freilandanlage bereits existiert. Der

Großteil des Analysegebiets befindet sich im ländlichen Raum und weißt keine ausreichende

Netzkapazität auf, um die DC Ladung zu ermöglichen. Schon bei mehreren AC Ladungen mit

jeweils 22 kW erreicht das Netz seine Grenzen. Die im Analysegebiet bestehenden


Solarfreilandanlagen befinden sich am Siedlungsrand, was für eine Zwischenladung ausreichend

ist. Betrieben werden alle drei gemeldeten Solarfreilandanlagen von der Wirsol Solar AG, was

eine Kooperation zwischen Kommunen und Unternehmen erfordert. Zum jetzigen Zeitpunkt

besteht noch kein stark ausgeprägter Bedarf an DC-Ladestationen, was sich mit steigender

Akkukapazität jedoch ändern könnte.

Inwieweit sich dieser Stationstyp ohne Zusammenhang zu Autobahnen durchsetzen wird, kann

aktuell noch nicht vorhergesagt werden. Da sich die Ladung, gemessen in fahrbare Kilometer

pro Stunde Ladezeit, durch eine höhere Akkukapazität nicht verändert, werden auch die AC

Stationen auf längere Zeit in Betrieb bleiben können und laufen nicht Gefahr in naher Zukunft

als überholt zu gelten. Bei einer Ladezeit mit 22 kW Ladeleistung von einer Stunde lassen sich

in den meisten Fällen (bei heutigen Verbrauchswerten) Reichweiten von 100 km und mehr

erreichen14

. Somit kann auch die Normalladung als Zwischenladung bzw.

Reichweitenverlängerung dienen. Für den ländlichen Raum, zu dem das Analysegebiet im

Großen und Ganzen gezählt werden kann, ist es fraglich, ob und wann sich DC Stationen

durchsetzen werden. Die Reichweitenverlängerung durch das Schnellladen wird sich auf

unbestimmte Zeit vor allem auf Autobahnen beschränken, was die Errichtung der

Ladeinfrastruktur der amerikanischen Firma Tesla entlang des deutschen Autobahnnetzes gut

verdeutlicht.

Es stellt sich zwangsläufig die Frage wie stark die Kommunen in den Ausbau der DC

Ladeinfrastruktur involviert sein werden und ob es nicht wahrscheinlicher ist, dass die großen

Automobilhersteller ein flächendeckendes Netz entlang von Autobahnen aufbauen und so den

elektrisch betriebenen Fernverkehr ermöglichen. In diesem Fall bliebe den Kommunen die

Aufgabe, Stationen für längere Standzeiten zu errichten. Schwierig in diesem Zusammenhang

ist auch die Belegung der Stationen. Ein Fahrzeug, welches an einer Schnellladestation lädt, soll

nicht länger als notwendig an dem Ladepunkt verbleiben, um diesen möglichst schnell wieder

für andere Fahrzeuge verfügbar zu machen. Insbesondere in den Siedlungsgebieten kann

oftmals nicht garantiert werden, dass ein Fahrzeug nur kurzzeitig an der Station verbleibt, da

viele theoretische Fälle denkbar sind, in denen das Fahrzeug die Station länger blockiert.

Als Schlussfolgerung dieser Überlegung steht fest, dass eine Schnellladestation nur Sinn macht,

wenn der Nutzer in unmittelbarer Nähe zu seinem Fahrzeug bleibt und eine gewisse Standzeit

nicht überschreitet. Im Bereich von Kundenparkplätzen kann dieses gewährleistet sein. Als ein

Beispiel können Raststätten an Autobahnen gesehen werden, an denen nur kurz zum Essen und

Rasten gehalten wird. Da dieses aber für die Untersuchung keine Rolle spielt, können die DC

Stationen in der eigentlichen Untersuchung vernachlässigt werden.

14

ELWEB


5.3 Mischstationen

Sowohl das langsame, als auch das schnelle Laden weisen Vor- und Nachteile auf und sollten

auf die Anforderungen beim Laden hin angepasst werden. Über das Combined-Charging-

System (CCS) können die beiden Ladearten kombiniert werden. Jedoch muss auch hier

berücksichtigt werden, dass die Kosten für den Ausbau der Infrastruktur mit der Komplexität

der Ladestation zunehmen. Es stellt sich also die Frage ob es zielführend ist, jede Station mit

dem CCS auszustatten. Die neuste Generation von Elektrofahrzeugen wird oft mit dem

Combined Charging System ausgestattet und ermöglicht eine Ladung sowohl über

Wechselstrom, als auch über Gleichstrom. Nutzer dieser Fahrzeuge können je nach Bedarf

selbst entscheiden wie sie laden. Neben der amerikanischen Firma Tesla wird dieses Jahr auch

VW den E-UP technisch dazu ausrüsten, sowohl Gleichstrom, als auch Wechselstrom zu

tanken15

. An einigen Stellen im ländlichen Raum sind auch CCS Stationen von Interesse, da

sowohl kurze Parkzeiten, als auch lange Standzeiten vorkommen. Vor allem im Bereich des

Carsharing scheinen die Stationen sehr interessant. Durch die Reservierung und Buchung der

Autos kann die Standzeit im Voraus exakt bestimmt werden. So kann je nach Bedarf und

verfügbarer Standzeit geladen werden. Bei privat genutzten EV machen CCS Stationen

allerdings eher weniger Sinn, da die Verwendung oft mit den Tageszeiten zyklisch abläuft und

so hauptsächlich auf Langsamladeverfahren gesetzt werden kann. Der Bedarf an

Schnellladestationen fällt deutlich geringer aus, da die Standzeit der Autos, vor allem über

Nacht oder bei der Arbeit, ausreichend für ein langsames Ladeverfahren ist. Auch die

durchschnittlich zurückgelegten Tageskilometer können heute schon mit den Akkukapazitäten

zurückgelegt werden. Somit wird sich die Nutzung der Schnellladestationen deutlich weniger

stark niederschlagen.

15

VW

6 Standortanalyse 18

6 Standortanalyse

Dieses Kapitel beschreibt die Analyse mit den zu Grunde liegenden Methoden und

Definitionen. Zusätzlich werden auch die Eingangsdaten der Analyse näher beschrieben und

näher auf ihre Bedeutung für die Analyse eingegangen.

6.1 Nutzungsszenarien

Im Anwendungsfall wird deutlich, dass die Stationen im besten Fall immer aus einer

Doppelladesäule bestehen sollten. Neben den niedrigeren Kosten pro Ladepunkt, ermöglicht die

Doppelladesäule die Kombinierung von öffentlich und privat genutzten Ladestationen in einem.

Somit liegt die Verantwortung der Station beim Nutzer des primären Ladepunktes. Ausnahme

bildet hier die rein öffentliche Station, welche z.B. von der Gemeinde bzw. dem

Energieversorger betrieben werden könnte. Im Rahmen der Potenzialanalyse wird bei jeder

Station von einer Doppelladesäule mit zwei Ladepunkten ausgegangen. Um alle möglichen

Nutzungsszenarien einer Station abzudecken, werden zunächst vier verschiedene Fahrzeugtypen

definiert, welche an einer Station laden können.

Abb. 5 – Fahrzeugtypen


6.1.1 Privat

Eigentümer dieses Fahrzeugtyps ist eine Privatperson, die an öffentlichen Stationen

laden will. Daraus resultiert ein Stationstyp, der nicht für spezielle Fahrzeuge reserviert

ist und frei zur Verfügung steht. Diese Station soll Vorrangig sehr zentral gelegen sein

und von der öffentlichen Verwaltung oder Energieversorgern betrieben werden.

6.1.2 Sharing

Dieser Fahrzeugtyp ist Teil eines Sharingmodells und kann von der Öffentlichkeit

genutzt werden. Der Ladepunkt hingegen steht nur dem Sharingfahrzeug zur Verfügung

und kann nicht von anderen Fahrzeugtypen genutzt werden. Grund für diese feste

Zuweisung zum Ladepunkt ist die Bedingung, dass das Sharingfahrzeug zeitlich sehr

unterschiedlich genutzt wird und bei Bedarf immer sofort geladen werden muss. Durch

die Reservierung der Fahrzeuge kann auch die Belegung der Station vorausgesagt

werden. Da dies teilweise nur sehr kurzfristig geplant werden kann, ist keine Ladung

von Fremdfahrzeugen möglich, selbst wenn die Station leer steht.

6.1.3 Firma

Dieser Fahrzeugtyp wird betrieblich genutzt oder weist eine direkte Beziehung zu einer

Firma auf. Ähnlich dem Sharingmodell ist der Ladepunkt der Station nicht öffentlich

zugänglich. In Ausnahmefällen kann eine betrieblich genutzte Station für andere

Fahrzeugtypen zugänglich gemacht werden. Voraussetzung ist die Erstellung eines

Belegungsplanes, der öffentliche Ladezeiten festlegt. Des Weiteren muss der Ladepunkt

auf öffentlich zugänglichem Gelände liegen.

6.1.4 Kunde

Bei Kundenfahrzeugen handelt es sich um Fahrzeuge, denen durch eine geschäftliche

Beziehung zum Stationsbetreiber erlaubt ist, an den Stationen zu laden. Hierbei kann es

sich sowohl um Kunden, als auch um Mitarbeiter handeln. Bei diesem Stationstyp

können auch Private Fahrzeuge laden, wenn sie in einer der oben genannten

Beziehungen zum Betreiber stehen.


6.2 Stationstypen

Bedingt durch die Festlegung der Doppelladesäule als Standard für die Analyse ergeben sich

insgesamt zehn Kombinationen (Abb. 8 - Stationstypen) aus den einzelnen Fahrzeugtypen,

welche jeweils andere Anforderungen an die Infrastruktur zu Grunde legen. Sowohl der

Standort, als auch die technische Ausstattung der Station korreliert mit den Fahrzeugtypen. Bei

der Festlegung der Einflussfaktoren auf die Stationen wird jeweils ein Fahrzeugtyp in

Zusammenhang mit der Doppelladesäule als primärer Fahrzeugtyp ausgewiesen. Für die

Analyse bedeutet dies, dass die potenziellen Standorte erst auf die Eignung, bezogen auf einen

Fahrzeugtyp hin untersucht werden, ohne im ersten Schritt Rücksicht auf den zweiten

Ladepunkt und dessen Zielgruppe zu nehmen. In einem zweiten Schritt wird anschließend

untersucht, ob am ermittelten Standort ein weiterer Fahrzeugtyp geladen werden kann. Mit dem

primären Ladepunkt wird also auch die Verantwortung der Station einem Betreiber zugewiesen.

Im öffentlichen Raum für die frei zugänglichen Stationen und dem privaten Fahrzeugtyp ist die

Zuweisung nicht direkt festgelegt und kann beispielsweise von der Kommune übernommen

werden. Bei allen anderen Stationstypen bzw. primären Fahrzeugtypen, welche sich im privaten

Raum befinden, liegt die Zuständigkeit bei dem Unternehmen welches den primären Ladepunkt

für sich beansprucht.

Abb. 6 – Stationstypen


Die Definition der Stationstypen zeigt, dass nur vier Kombinationen (Stationstyp 1-4) denkbar

sind, in denen der Ladepunkt öffentlich zur Verfügung steht. Von diesen vier Stationstypen ist

nur Stationstyp 1 keinem Unternehmen zugewiesen und muss einen zusätzlichen Betreiber

haben. Die drei verbleibenden, sowie die restlichen sechs Typen können einem Unternehmen

zugeordnet werden. Nachfolgend werden Stationen 1-4 als „öffentliche Stationstypen“ und 5-10

als „private Stationstypen“ bezeichnet.

6.3 Datenquellen

Im Rahmen der Analyse werden infrastrukturbezogene Daten möglichst flächendeckend für das

gesamte Untersuchungsgebiet benötigt. Unter anderem sind amtliche Datenquellen der LUBW,

frei zugängliche Daten aus OpenStreetMap (OSM) und erworbene Unternehmensdaten für die

Analyse interessant. Insbesondere die verkehrsbezogenen Daten sind von großer Bedeutung.

Verkehrsknoten und stark befahrene Straßen sind zentrale Punkte mit hohen

Verkehrsaufkommen. Unter dem Leitsatz „Das Fahrzeug lädt, wo es parkt“ sind auch Parkplätze

sehr wichtig um einen realistischen Blick auf die aktuelle Situation und das vorhandene

Potenzial zu erhalten. Mit Blick auf die Umweltverträglichkeit der Elektromobilität, sind auch

Daten zu regenerativen Energien mit zu berücksichtigen. Aus technischen Gründen fließen diese

noch nicht in die Standortfindung mit ein. Jedoch sollen diese mit in das Konzept der Analyse

eingearbeitet sein um technische Veränderungen und die damit verbundene Relevanz von

Solarenergie bei Bedarf berücksichtigen zu können.

6.3.1 Bahnhöfe

Die Haltestellen für die Analyse wurden aus den Gebäudenutzungsdaten der automatisierten

Liegenschaftskarte (ALK) exportiert. Da hier nur Bahnhöfe mit zugehörigem Bahnhofsgebäude

ermittelt werden konnten, wurden in einem zweiten Schritt zusätzlich alle schienengebundenen

Haltestellen für das Analysegebiet aus den OSM Daten über den OSM2GIS Service extrahiert.

Der vollständige Datensatz wurde von doppelten Datensätzen gereinigt und enthält 52

Haltestellen innerhalb der 20 untersuchten Gemeinden.

6.3.2 Verkehrsstärke

Für den Faktor der Zentralität liegen Daten vom Landesamt für Straßentechnik

(Regierungspräsidium Tübingen, Abteilung 9) landesweit vor. Das Verkehrsmonitoring basiert

auf Verkehrszählungen, Fortschreibungen und Schätzungen je nach bestehender Datenlage. Für

die Analyse wurde der Wert DTVP (Durchschnittlicher täglicher Verkehr PKW) genauer

betrachtet. Obwohl das Monitoring auch Daten zu Lastfahrzeugen, Zweirädern und vielen mehr

beinhaltet, ist für die Zentralität nur der PKW Verkehr zu betrachten, da das Analyseergebnis


auf die Stationen für PKW abzielt. Des Weiteren liegen aus den Datenbeständen der LUBW

Hauptverkehrsachsen vor, bei denen von höherer Verkehrsfrequenz und somit von einer

gewissen Zentralität ausgegangen werden kann. Autobahnen fließen aus beiden Datenquellen

nicht in die Untersuchung mit ein, da diese nicht als Ziel für die ländliche Infrastruktur der

Elektromobilität gesehen werden. Die Zentralität auf den Verkehr bezogen, darf nicht mit der

geographischen Zentralität verwechselt werden. Innenstädte sind oft weniger stark befahren und

weisen keine Zentralität im Zusammenhang mit dem Verkehr auf. Daraus resultiert eine

abweichende verkehrsgebundene Zentralität.

6.3.3 Parkplätze

Als einer der wichtigsten Faktoren für die Untersuchung gilt die Parksituation. Durch die

längeren Standzeiten, die bei einer Ladung von Elektrofahrzeugen notwendig sind, heißt der

Grundsatz „Das Fahrzeug lädt, wo es parkt“. Zudem ist es in Stadtzentren oftmals einfacher

bestehende Parkplätze zu Ladestationen umzurüsten, als komplett neue Stationen mit neuen

Parkplätzen zu errichten. Aus Datenbeständen der LUBW können alle rein öffentlichen

Parkplätze, welche in der ALK eingetragen sind, für die Analyse genutzt werden. Da dieser

Datenbestand nur eine geringe Menge an Parkplätzen umfasst, wurde dieser um die Daten aus

OSM ergänzt. Der offene Datenbestand aus OSM ist ebenfalls nicht vollständig, ermöglicht

jedoch einen deutlich besseren Überblick über die Parksituation im gesamten Analysegebiet.

Neben den frei zugänglichen Parkplätzen wurden die Informationen zur Parksituation zusätzlich

um Parkhäuser und Tiefgaragen aus den Gebäudenutzungsdaten der ALK ergänzt.

6.3.4 Solarpotenzial

Das Solarpotenzial fließt nicht mit in die Standortanalyse ein, da im ersten Schritt nur

Wechselstromstationen errichtet werden sollen. Um die Analyse jedoch bei Bedarf auch um

Standorte für DC oder CCS zu erweitern, wird der Datenbestand mit eingepflegt und eine

Gewichtung vorgenommen. Aus technischen Gründen werden die Solardaten nicht in der AC

Standortsuche verwendet. Der dezentrale Energieerzeugungsansatz trifft hier nicht zu, da der

Strom nicht direkt vor Ort verbraucht werden kann. Auch die Speisung eines Energiespeichers

mittels Solarstrom und die Umwandlung zur Einspeisung bei der AC Ladung ist durch den

hohen Energieverlust bei der Speicherung und Transformation nicht wirtschaftlich und

empfiehlt sich somit nicht. Die Solarpotenzialdaten liegen aus einer Untersuchung der Firma

Smart Geomatics teildachflächenscharf vor. Von Interesse für den Aspekt der DC Ladung sind

allerdings nur gesamte Dachflächen mit einer installierbaren Leistung die bei mind. 50 kW

festgelegt wurde. Die potenzielle erbrachte Arbeit in kWh wird nicht mit betrachtet. Um die

Teildachflächen auf die jeweiligen Gebäude aufzusummieren, muss das Solarpotenzial mit den


Gebäudegrundrissen der Liegenschaftskarte verschnitten werden. Solarfreiflächenpotenziale

fließen aus Gründen der Realisierbarkeit ebenfalls nicht mit in die Analyse ein. Der Bestand an

Solarfreiflächenanlagen wird ebenfalls in den Datenbestand mit aufgenommen, da hier mit einer

stark ausgeprägten Netzinfrastruktur gerechnet werden kann und bei steigendem Bedarf an DC

Stationen diese ein hohes Potenzial aufweisen.

6.3.5 Unternehmensklassifikation

Von der Creditreform sind Unternehmensdaten für das Untersuchungsgebiet bezogen worden.

Diese können auf unterschiedliche Weise in die Potenzialanalyse einfließen. Die Daten

enthalten neben Namen und Anschrift der Firma auch die Branchenangehörigkeit, sowie die

Mitarbeiterzahl. Um die Daten im Geoinformationssystem bearbeiten zu können, wurden sie

mittels des ArcGIS Geocoding Services geokodiert und anschließend mit der Google Geocoding

API überprüft um eine möglichst hohe Lagegenauigkeit zu gewährleisten. Unternehmen die

nicht hausgenau geokodiert werden konnten, sind nur manuell nachbearbeitet wurden, wenn sie

durch die Branchenzugehörigkeit oder Mitarbeiterzahl interessant für die Untersuchung waren.

Neben den offensichtlichen Aspekten, wie der Firmengröße und der daraus angenommenen

Fuhrparkgröße, ist auch die Branchendifferenzierung ein wichtiger Punkt bezüglich der

Standortanalyse. Je nach Branche besteht bei Firmen ein stärkeres Interesse zur Errichtung eines

bestimmten Stationstyps (vgl. Anhang A).

Die Unternehmensdaten bilden die Grundlage für den Potenzialfaktor der

Unternehmensklassifikation. Da dieser Faktor für jeden Stationstyp unterschiedlich sein kann,

muss im Voraus bei der Branchendifferenzierung das jeweilige Interesse an einem bestimmten

Stations- bzw. Fahrzeugtyps berücksichtigt werden. So entsteht für jeden Fahrzeugtyp ein

eigener Potenziallayer mit unterschiedlichen Werten für die einzelnen Rasterzellen. Zusätzlich

werden die Unternehmen mit mehr als 100 Mitarbeitern als große Unternehmen klassifiziert, da

ab einer gewissen Mitarbeiterzahl und daraus resultierenden Unternehmensgröße von einer

Firmenflotte ausgegangen werden kann.


6.4 Gewichtung der Einflussfaktoren

Für die Gewichtung der Einflussfaktoren wird eine Attributierung zwischen Null und Drei

vorgenommen. Je größer der Einfluss eines Faktors ist, desto höher der Gewichtungswert.

6.4.1 Privatfahrzeug

Für diesen Fahrzeugtyp ist eine zentral gelegene Lademöglichkeit von Vorteil, da beispielsweise

der Durchgangsverkehr sich nicht weit von den Hauptverkehrsachsen entfernen will. Bedingung

ist ein öffentlich zugänglicher Parkplatz, da selten eine Zuordnung zu einem Unternehmen

vorliegt. Die Verkehrsstärke weist auf eine gewisse Zentralität hin und kann somit auch als

wichtiger Potenzialfaktor angesehen werden. Das Solarpotenzial ist nur für die DC Ladung zu

berücksichtigen und fließt so nicht in die Standortfindung ein. Eine Zuordnung zu der

Unternehmensklassifikation ist hier indirekt zu gewichten, da sich die öffentlichen Stationen

stark an der Zentralität orientieren und keine direkte Nähe zum Betreiber notwendig ist.

Dennoch gibt es bestimmte Unternehmen, z.B. im Bereich der Elektrizitätserzeugung,

Automobilbranche oder kommunale Einrichtungen, welche ein besonderes Imageinteresse an

einer öffentlichen Station haben und auch als potenzieller Standort denkbar sind. Die

Intermodalität wird ergänzend mit gewichtet, da ähnlich der Sharingfahrzeuge, auch private

Fahrzeuge oftmals an Bahnhöfen abgestellt werden. Der wichtigste Faktor bezogen auf die

privaten Stationen ist die Parksituation, da öffentliche Parkplätze zwingend notwendig für eine

solche Station sind. Daraus ergibt sich folgende Gewichtung:

Tab. 3 – Gewichtung Privat

Abb. 7 – Gewichtungsfaktoren


6.4.2 Sharingfahrzeug

Die Einflussgrößen für diesen Typ, sind ähnlich den konventionellen Sharingstationen. Die

Verkehrsstärke garantiert eine gewisse Zentralität und Nähe zur Öffentlichkeit. Die

Parksituation ist als eine sehr wichtige Rahmenbedingung anzusehen, wobei die Besonderheit

besteht, dass bereits vorhandene Parkplätze von Sharingstationen zu Ladepunkten umgerüstet

werden können. Somit sind die Parkplätze schon vorhanden. Das Solarpotenzial ist hier

ebenfalls nur ergänzend zu sehen, allerdings etwas stärker gewichtet, da durch die

unregelmäßige Nutzung der Fahrzeuge eine kombinierte Lademöglichkeit von AC und DC

(CCS) zu empfehlen wäre. Die Unternehmensklassifikation dient hier als Hinweis auf bereits

bestehende Autovermietungen und fällt schwach ins Gewicht. Die Nähe zu anderen

Verkehrsträgern ist deutlich stärker gewichtet, da Nutzer an Verkehrsknoten (z.B. Bahnhöfen)

auf das Sharingfahrzeug umsteigen.

6.4.3 Firmenfahrzeug

Die zwei wichtigsten Einflussgrößen dieses Fahrzeugtyps liegen im Bereich der

Unternehmensklassifizierung und Unternehmensgröße. Durch die Klassifizierung werden

Unternehmen priorisiert betrachtet, wenn sie einer Branche zuzuordnen sind, in der von

regelmäßigen betrieblichen Fahrten ausgegangen werden kann. Zusätzlich spielt die

Unternehmensgröße eine sehr wichtige Rolle, da ab einer gewissen Mitarbeiterzahl auch von

einer Firmenflotte ausgegangen werden kann.

Tab. 5 – Gewichtung Firmen

Tab. 4 – Gewichtung Sharing


6.4.4 Kundenfahrzeug

Unter diesem Typ sind alle Fahrzeuge zusammengefasst, die durch eine geschäftliche

Beziehung zum Stationsbetreiber an einer Station laden dürfen. Durch die

Branchendifferenzierung soll eine Betrachtung ermöglicht werden, welche nur Unternehmen

mit einbezieht, bei denen sich Kunden für einige Stunden aufhalten und so eine Ladung

gewährleistet ist. Beispiel hierfür sind Erholungs- oder Kultureinrichtungen. Die

Unternehmensgröße wird schwach gewichtet, da bei größeren Unternehmen von bereits

bestehenden Kundenparkplätzen ausgegangen werden kann.

Bezüglich der Gewichtung der Einflussfaktoren für die einzelnen Fahrzeugtypen muss auf die

Bedeutung eines Faktors für den primären Ladepunkt eingegangen werden. Grundsätzlich kann

festgelegt werden, dass Private und Sharing Stationen als einzige im öffentlichen Raum platziert

werden. Firmen und Kundenfahrzeuge hingegen weisen einen direkten Bezug zu einem

Unternehmen auf und befinden sich demnach in unmittelbarer Nähe. Im Rahmen des

sekundären Ladepunkts können sich Unternehmensstandorte auch als attraktiv für Stationen des

öffentlichen Bereichs erweisen, wenn das Unternehmen eine Nähe zum Öffentlichen Raum,

Zentralität, eine gute Infrastrukturanbindung oder ähnliche Faktoren aufweist.

Tab. 6 – Gewichtung Kunden


6.5 Methodischer Ansatz

Eine GIS-gestützte Standortermittlung ermöglicht eine großflächige Untersuchung auf Basis der

zuvor festgelegten Kriterien. Die digital vorliegenden geographischen Daten können methodisch

untersucht werden und erleichtern durch das modellhafte Vorgehen das Verständnis der

Analyse. Geographische Informationssysteme (GIS) ermöglichen zusätzlich eine effiziente

Automatisierung bestimmter Teilprozesse. Ein weiterer und sehr wichtiger Vorteil der Nutzung

von GIS im Rahmen der Potenzialanalyse ist die Wiederverwendbarkeit der Methodik. Ändern

sich gewisse Einflussgrößen, kann die Analyse ohne großen Aufwand an die neuen

Anforderungen angepasst werden. Des Weiteren ist es möglich das Vorgehen auf ähnliche

Untersuchungsgebiete zu übertragen, ohne eine neue Methodik entwickeln zu müssen. Zu

Beginn der Analyse stellt sich die Frage, welcher methodische Ansatz am besten für die

Potenzialanalyse geeignet ist. Die Ausgangsdaten liegen im Vektorformat vor und ermöglichen

so eine exakt lagetreue Untersuchung der Einflussfaktoren. Auch die Auflösung kann in jedem

beliebigen Maßstab genau angezeigt werden. Bei der Verschneidung von verschiedenen

Attributen, basierend auf ihrem Standort, liefert jedoch der Rasteransatz die besseren

Möglichkeiten zur Bearbeitung. Eine einfache Gewichtung und Veränderung der Faktoren kann

durch den Rasteransatz unkompliziert auf andere Anforderungen angepasst werden. Des

Weiteren bietet die Rasteranalyse performancestärkere Möglichkeiten die Faktoren

zusammenzuzählen und zu gewichten. Hierbei gestaltet es sich durch eine simple Überlagerung

von Rasterdatensätzen deutlich nachvollziehbarer. Die Nachteile des Rasteransatzes bezüglich

der Darstellungsqualität sind durch eine geringe Rasterzellengröße von zehn Metern für den

weiteren Verlauf der Analyse zu vernachlässigen. In einer landesweiten Berechnung muss diese

Überlegung erneut durchgeführt werden, da mit deutlich größeren Gebieten mit dem

Rasteransatz sehr viel größere Datenmengen anfallen.

Nach der Rasterung lassen sich die potenziellen Flächen wiederum vektorisieren. Die

ermittelten Flächen dienen als Orientierung für genauere Einzelfallbetrachtungen, die für eine

Stationsplanung nach der Analyse durchgeführt werden sollte. Da das Ergebnis der Analyse als

Fläche und nicht als Punkt vorliegt, bleibt mehr Freiheit bei der Planung für die einzelnen

Kommunen bzw. interessierten Firmen. Zusätzlich liefert der Rasteransatz durch die einfache

Überlagerung der Layer unterschiedlich gut geeignete Flächen zurück und ermöglicht so eine

Vergleichbarkeit des Standorts mit den vom Betreiber bevorzugten Standorten.

Tab. 7 – Raster/Vektor Vergleich


6.6 Analyse

Als erster Schritt der Analyse kann die Definition der Stationstypen und den damit verbundenen

Anforderungen und Einflussfaktoren gesehen werden. Diese Definitionen legen den Grundstein

für die Analyse. Für jeden Stationstyp wird im Rahmen der Analyse untersucht welche

potenziellen Standorte in Frage kommen. Es handelt sich also nicht um eine einzige

Standortanalyse, sondern viel mehr um vier zusammenhängende Standortanalysen, basierend

auf ähnlichen Faktoren aber gleicher Methodik. Der Vorteil der Aufteilung besteht darin, dass

so speziell für jeden Stationstyp ein geeigneter Standort ermittelt werden kann und nicht

fälschlicherweise Potenzialfaktoren zusammenaddiert werden, die fördernd für komplett andere

Stationstypen wären. Ein Beispiel für eine wenig aussagekräftige Analyse ist die Addierung von

Unternehmensgröße und Parksituation bei rein öffentlichen Stationen für den privaten

Fahrzeugtyp, da hier die Größe der umliegenden Unternehmen keine Rolle spielt.

Die GIS-bezogenen Rahmenbedingungen für die Analyse beschränken sich auf eine

Rastergröße von zehn Metern um eine möglichst hohe Detailstufe zu erreichen und einen

geographischen Extent begrenzt durch die Ausdehnung des untersuchten Gebiets. Die Analyse

an sich ist einfach gehalten und kann in zwei Abschnitte gegliedert werden. Erster Schritt ist die

Rasterung und der zweite Schritt die gewichtete Überlagerung.

Im ersten Durchlauf beschränkt sich der Rasterlayer auf die Werte 1 und 0 für das

Vorhandensein oder Fehlen von Einflussfaktoren innerhalb der Rasterzelle. In den meisten

Fällen reicht eine boolesche Unterscheidung für die Potenzialfaktoren aus, da die Datenquellen

nur Informationen liefern ob ein gewisser Faktor an einer bestimmten Stelle vorliegt oder nicht.

Eine Ausnahme bilden die Daten des Verkehrsmonitorings, welche sich auch quantitativ

unterscheiden. Um auch eine Klassifizierung innerhalb des Verkehrsmonitoring-Datensatzes

vornehmen zu können, werden die Werte zwischen 0 und 100 festgelegt. Wichtig für die zu

Grunde liegende Methodik ist, dass hier ganzzahlige Werte verwendet werden um bei der Arbeit

mit ArcGIS Probleme hinsichtlich der Attributtabelle zu vermeiden, da sich herausgestellt hat,

dass ArcGIS bei Gleitkommazahlen in Rasterzellen Schwierigkeiten hat die Attributtabelle

anzeigen zu können. Um nun alle Layer kompatibel zueinander zu halten, müssen die anderen

Layer ebenfalls mit Faktor 100 multipliziert werden. Somit weisen, bis auf den

Verkehrsmonitoring-Layer, alle Layer entweder den Wert 0 (kein Potenzial) oder den Wert 100

(Potenzial vorhanden) auf. Für die Verkehrsstärke wird absteigend mit dem Wert des täglichen

Verkehrs an PKW der Potenzialwert in vier Klassen zwischen 0 und 100 (0, 25, 50, 75, 100)

festgelegt. Da die Verkehrszählungen nicht flächendeckend für das gesamte Analysegebiet

vorliegen, sind ergänzend die Hauptverkehrsachsen aus den Datenbeständen der LUBW zu

sehen. Aufgrund der fehlenden Daten der Verkehrsstärke, wird der Potenzialwert auf das

niedrigste vorhandene Potenzial (25) gesetzt.


Die Abbildung zeigt das theoretische Vorgehen der Analyse. Nachdem die einzelnen Faktoren

für den entsprechenden Stationstyp gewichtet worden sind, findet eine Aufsummierung der

einzelnen Werte statt. Die Rasterzellen jedes Layers liegen deckungsgleich und ermöglichen so

eine Aufsummierung über jeden Pixel im zehn Meter Raster. Vorteil dieser Methode ist, dass

kein Faktor übersehen werden kann oder durch eine Verschneidung, die bei Vektordaten

angewendet wird, verloren geht. Um punkthafte Einflussfaktoren, die dem Privaten Fahrzeugtyp

oder dem Sharing Fahrzeugtyp zugeordnet sind (z.B. klassifizierte Unternehmen oder

Bahnhöfe) ist ein 400 Meter Buffer gelegt, in denen der Einfluss des Punktes auf das Potenzial

noch angerechnet wird. Bei der Verkehrsstärke hingegen wird ein Buffer von 150 Meter

festgelegt, da davon ausgegangen wird, dass nur ein geringer Umweg, ausgehend von den

Hauptverkehrsachsen, gefahren wird. Punkthafte Daten, die den privaten Stationstypen (Firmen

und Kunden) zugeordnet sind, werden i.d.R. keine großen Buffer zugewiesen. So liegt lediglich

ein 50 Meter Buffer um die Kundenstationen um die starke Bindung zum Unternehmen

beizubehalten. Bei Firmenstationen jedoch wird ein 400 m Buffer angewendet, da hier auch ein

Sharing zwischen Firmen in Frage kommt und somit die Station zwar in direkter Näher zur

Firma liegen kann, aber auch in fußläufigen Abstand zwischen zwei Firmen. Die

Firmenstationen werden flächenhaft untersucht, um ein mögliches Sharing zwischen mehreren

Firmen nicht auszuschließen. Hierzu werden Unternehmen, deren 400 m Buffer sich schneiden,

zusammengefügt und die Buffer miteinander verschnitten. Durch diese Methode können

Abb. 8 – Raster Überlagerung


längliche Verkettungen der Buffer entstehen und so ein falsches Bild von Sharingpotenzialen

vermitteln (Abb.11). Um dies zu vermeiden, wird die Punktdichte innerhalb der Buffer

berechnet. Über den Wert Stationen pro Quadratkilometer lässt sich so die Dichte der

potenziellen Firmenstationen innerhalb der Bufferzonen bestimmen und eine Aussage über

tendenziell interessante Firmengruppierungen treffen.

Ergebnis der Analyse ist eine große Zahl an Polygonen, welche unterschiedlich große Werte

(basierend auf der Rasterüberlagerung) als Attribut vorweisen. Je größer dieser Wert am Ende

ist, desto mehr potenzielle Faktoren liegen an dieser Stelle unter Berücksichtigung der

Gewichtung vor. Die Polygone weisen zwei Kategorien auf. Zum einen großflächige Polygone

welche besonders im öffentlichen Raum stark vertreten sind und sich hauptsächlich auf

Privatfahrzeuge und Sharingfahrzeuge beziehen. Zum andern die eher kleineren Polygone

welche sich auf Stationen im privaten Raum beziehen. Bei den Fahrzeugtypen Firma und

Kunden liegt die Gewichtung sehr stark bei der Unternehmensklassifikation und

Unternehmensgröße und resultiert dementsprechend oft in direkten räumlichen Zusammenhang

zum Unternehmensstandort. Diese Art von Station kann trotz der flächenhaften Darstellung,

welche aus der Analyse hervorgeht, als Punkthaft angesehen werden. Auch wird klar, dass bei

den öffentlichen Stationen die Planung und Realisierung insbesondere von den Kommunen

einfacher durchgeführt werden kann als die Stationen im privaten Raum. Hier muss auf die

Unternehmen zugegangen werden und das Interesse an der Umsetzung gestärkt werden, auch

wenn der bisherige Bestand an elektrisch betriebenen Fahrzeugen noch nicht für einen rentablen

Betrieb ausreichend ist. Für Private und Sharing-Stationen ergeben sich für den höchsten

Potenzialwert eher kleinere Polygone. In diesem Fall beziehen sich die Potenzialflächen

hauptsächlich auf Parkplätze, da die Gewichtung der Parksituation sehr stark mit in die Analyse

eingeflossen ist.

Abb. 9 – Verkettete Polygone

7 Darstellung der Ergebnisse 31

7 Darstellung der Ergebnisse

Im Nachfolgenden werden die Ergebnisse der Analyse auf zwei verschiedene Arten dargestellt.

Es werden einige Fallbeispiele dargestellt, an denen bestimmte Stationen vorgeschlagen und die

zu Grunde liegenden Faktoren aufgezeigt werden. Als zweite Darstellung werden die

Ergebnisse in einem Webviewer als GIS-unabhängiger Service aufbereitet, da bedingt durch die

große Anzahl der Ergebnisse, nicht alle ermittelten Stationen als Fallbeispiel vorgestellt werden

können. Zusätzlich muss beachtet werden, dass die Fallbeispiele nur Empfehlungen für spezielle

Stationen beinhalten und im Einzelfall durch eine andere Stationsart ersetzt werden können.

Ergänzend wird das Ergebnis der Überprüfung der Stromnetzkapazität vorgestellt.

7.1 Fallbeispiele

Für das Zwischenziel von einer Station pro Gemeinde, werden jeweils die Stationen mit dem

höchsten Potenzialwert übernommen. Für den Fall, dass mehrere Stationen eines Typs pro

Gemeinde den höchsten Potenzialwert aufweisen, werden alle Stationen mit dem höchsten

Potenzialwert mit in das Ergebnis übernommen um eine gewisse Entscheidungsfreiheit

beizubehalten.

In der Umgebung des Bahnhofs in Bruchsal konnten mehrere potenzielle Stationen ermittelt

werden, welche eine hohe Eignung für Private und Sharing-Stationen aufweisen. Aus diesem

Grund empfiehlt sich Stationstyp 2 (siehe Nutzungsszenarien) in diesem Fallbeispiel.

Abb. 10 – Bahnhof Bruchsal


Ausschlaggebend für diese Zuordnung, war der aus der Analyse ermittelte Potenzialwert.

Sowohl für private, als auch für Sharing-Stationen sind alle Potenzialfaktoren erfüllt und es

ergibt sich der höchstmögliche Wert für die Stationen.

Von den ermittelten Kundenstationen zeichnet sich besonders die Therme in Bad-Schönborn

aus. Sowohl die Branchenklassifizierung, als auch die Unternehmensgröße, welche einen

Hinweis auf eventuell vorhandene Parkplätze und Kundenandrang liefert, treffen hier zu. Da

zusätzlich keine weiteren Faktoren für andere Stationstypen, z. B. Verkehrsstärke oder

Intermodalität, gegeben sind empfiehlt sich der Stationstyp 7. Hier stehen beide Parkplätze den

Kunden zur Verfügung. Optimal ist auch die Aufenthaltszeit von mehreren Stunden, die für eine

22 kW Ladung ausreichend ist.

Abb. 11 – Therme Bad Schönborn


Ähnlich dem ersten Beispiel ergibt sich durch die gleichen Faktoren eine Sharing Station in

Kombination mit einem privaten Ladepunkt. Zusätzlich ist eine Firmenstation westlich der

ersten Station denkbar. Die potenzielle Firmenstation bezieht sich auf zwei unterschiedliche

Unternehmen, welche durch die geographische Nähe zueinander ihr Potenzial ergänzen. So ist

zum einen ein größeres Unternehmen (Volksbank Bretten) und zum anderen ein Unternehmen

mit entsprechender Branchenklassifizierung (Autohaus Melter GmbH) vorhanden. Wird davon

ausgegangen, dass in diesem Bereich nur eine Station errichtet werden soll, bieten sich in

diesem Fall zusätzlich die Stationstypen 3 und 8 an.

7.2 Ergebnisse auf Gemeindeebene

Die Ergebnisse für das erste Zwischenziel werden über einen Webviewer dargestellt, da eine

herkömmliche Kartendarstellung aufgrund des kleineren Maßstabs in Zusammenhang mit der

Gemeindeebene nicht detailliert genug dargestellt werden kann. Zusätzlich werden mehr als

eine Station pro Gemeinde dargestellt, da mehrere Stationen den gleichen Potenzialwert

aufweisen. Somit werden pro Gemeinde die Stationen visualisiert, die für jeden Stationstyp den

höchsten Potenzialwert aufweisen um die Stationsauswahl nicht willkürlich einzuschränken.

Obwohl der Potenzialwert der gleiche ist, gibt es Einflussfaktoren, die die Analyse nicht

abdecken kann. So können beispielsweise die Stationen in der Einzelplanung je nach

Abb. 12 – Bahnhof Bretten


Kooperation mit den umliegenden Firmen besser oder schlechter geeignet sein. Da dies

allerdings im Ermessen der Firmen und Verwaltung liegt und immer unterschiedlich ausfallen

kann, ist es von Vorteil alle Stationen innerhalb einer Gemeinde die das gleiche Potenzial

aufweisen anzugeben.

Die Abbildung gibt an wie viele Stationen innerhalb einer Gemeinde mit dem höchsten

Potenzialwert Stationstypübergreifend ermittelt wurden konnten. Die graphische Darstellung

der Ergebnisse kann über den Viewer angezeigt werden.

Tab. 8 - Gemeindeübersicht


7.3 Webviewer

Den Abschluss der Analyse bildet ein JavaScript basierter Web Viewer, der die Ergebnisse auf

ansprechende Weise im Internet darstellen soll und die potenziellen Stationen vorstellt. Da hier

keine GIS Kenntnisse oder gar Software vorausgesetzt wird, kann das Ergebnis veröffentlicht

werden und dazu beitragen die Akzeptanz zur Elektromobilität zu stärken. Der Viewer soll

keine Methodik oder Hintergrundinformationen präsentieren. Das Augenmerk liegt hier auf den

potenziellen Ladestationen. Über die ArcGIS API für Java Script wird der Viewer aus dem

vorbereiteten MXD für die Visualisierung im Internet vorbereitet. Der Viewer kann unter

folgendem Link aufgerufen werden:

Der Viewer ist als einfaches Informationselement zu sehen, da die Stationen auf Detailebene

dargestellt werden und zusätzlich auch ein gebietsweiter Überblick gegeben wird. Es werden

nur die Ergebnisse vorgestellt um einen Überblick über die gegebenen Potenziale zu erhalten.

Neben der Karte ermöglichen Legende und die Ein-/Ausschaltbaren Layer einen möglichst

intuitiven Umgang mit dem Viewer.

Abb. 13 – Webviewer Infrastrutkur


Der Viewer setzt sich aus drei Elementen zusammen. Neben der reinen Kartenansicht, bietet der

Webviewer die Möglichkeit die einzelnen Layer separat ein und auszuschalten (A). Zusätzlich

hilft eine dynamische Legende (B) dabei, die aktiven Layer zu erklären. Um auch inhaltliche

Informationen von einzelnen Fetaures abfragen zu können, ist ein Infotool (C) implementiert

worden, welches bei Klick auf die Polygone genauere Informationen in Form eines Popups

darstellt.

A

B

C

Abb. 15 – Webviewer Aufbau

Abb. 14 – Webviewer Screenshot


7.4 Stromnetzkapazitätsprüfung

Die Ergebnisse der Standortanalyse sind als Vorschläge für potenzielle Stationen zu sehen.

Neben Gesprächen mit beteiligten Firmen ist auch die Überprüfung der vorhandenen

Netzkapazität am potenziellen Standort ein wichtiger Aspekt bei der Planung der Stationen. In

der Gemeinde Bruchsal ist die Energie- und Wasserversorgung Bruchsal GmbH (EWB) für das

Stromnetz zuständig. Im übrigen Untersuchungsgebiet ist die Energie Baden-Württemberg

GmbH (EnBW) als Netzbetreiber Ansprechpartner für die Überprüfung der Stromnetzkapazität.

Sowohl die EnBW als auch die EWB bieten eine Überprüfung der bestehenden Anschlüsse an.

Die EWB hat sich als Projektpartner dazu bereit erklärt die ermittelten potenziellen Standorte

auf ihre Eignung für eine Station zu überprüfen. Für die Überprüfung wurde je ein

Anschlusspunkt mit 2x22 kW angenommen. Dies entspricht der Anschlussleistung einer

Doppelladesäule mit zwei Ladepunkten und einer 22 kW Wechselstromladung. Die vorhandene

Kapazität ergibt sich aus der vorhandenen Netzkapazität abzüglich der Netzauslastung. Da sich

dieser Wert ständig verändert ist die Prüfung als Momentaufnahme zu sehen und muss bei der

genauen Einzelfallprüfung nochmals durchgeführt werden.

Die Abbildung zeigt, dass ein Großteil der ermittelten Stationen über eine ausreichende

Netzanbindung verfügt um realisiert zu werden. In weniger als 10% der Fälle ist kein Anschluss

möglich. In wie weit die Stationen außerhalb von Bruchsal über eine ähnlich gute Anbindung

verfügen lässt sich aus dieser ersten Überprüfung nicht ableiten. Insbesondere in den

Gemeinden, welche stärker ländlich geprägt sind, ist mit einer schwächeren Netzkapazität zu

rechnen.

Abb. 16 – Stromnetzkapazitätsprüfung - Übersicht

8 Fazit und Ausblick 38

8 Fazit und Ausblick

Abschließend wird ein Fazit zur Analyse, sowie ein Ausblick zur Umsetzung der potenziellen

Standorte gegeben. Der Ausblick beschreibt weiterführend die Potenziale in der

Elektromobilität hinsichtlich Forschung und Entwicklung.

8.1 Fazit

Die Analyse liefert mehrere Vorschläge für Standorte innerhalb einer Gemeinde, ohne

allerdings direkt vorzuschreiben, welche Station errichtet werden muss. Dies soll den

Unternehmen und Kommunen entgegenkommen, da die Frage, welche Station letztendlich

errichtet wird, durch eine Einzelfallprüfung und in Kommunikation mit allen Beteiligten geprüft

werden muss. Eine landesweite Analyse mit dem Modell für den ländlichen Raum ist

theoretisch möglich, kann allerdings durch die Anforderung an die Eingangsdaten deutlich

komplizierter ausfallen. Insbesondere die Unternehmensdaten müssen teilweise von Hand

bearbeitet werden und würden so bei einer flächendeckenden Analyse einen hohen

Arbeitsaufwand bedeuten. Im Rahmen der Analyse sind Unregelmäßigkeiten der Datenbestände

aufgefallen. Bei stichprobenartiger Überprüfung der Bahnhöfe, konnte festgestellt werden, dass

in Einzelfällen kleinere Bahnhöfe weder in den Datenbeständen der LUBW, noch in OSM-

Datenbeständen enthalten waren. Schon bei der Größe des Analysegebiets ist es schwierig alle

schienengebundenen Stationen ausfindig zu machen und wird bei landesweiter Betrachtung mit

den aktuellen Datenbeständen sehr aufwendig. Mit anderen Datenquellen, beispielsweise von

der Deutschen Bahn, könnte hier Abhilfe geschaffen werden. In der Fortführung der Analyse

kann im Gespräch mit den Bürgermeistern die Gewichtung innerhalb der einzelnen Faktoren

noch detaillierter vorgenommen werden, ähnlich des Verkehrsmonitorings. So können

beispielsweise Bahnhöfe, welche eine höhere Bedeutung für die Gemeinde aufweisen, stärker

gewichtet werden, als sehr kleine Regionalbahnhöfe, wenn sie z. B. neben S-Bahnhaltestelle

auch Regionalexpress-Haltestelle sind.

Für das Analysegebiet ergeben sich 252 potenzielle Stationen bzw. 504 Ladepunkte. Von der

NPE ist ein Wert von 280 Ladepunkten angegeben, welcher allerdings als Obergrenze

beschrieben wird. Da die Schnellladung für die Analyse vernachlässigt wurde entfallen die 13

von der NPE vorgegebenen Schnellladepunkte. Von den ermittelten Standorten müssen

nachträglich noch die lageidentischen Stationen abgezogen werden, um eine eindeutige Anzahl

an Stationen zu erhalten. Insgesamt 36 Stationen unterscheiden sich im Stationstyp, sind jedoch

nicht eindeutig bezüglich ihrer Lage. Somit bleiben noch 216 Stationen mit jeweils zwei


Ladepunkten. Die Analyse liefert also eine gewisse Entscheidungsfreiheit, da mehr potenzielle

Standorte ermittelt werden konnten, als bis 2020 errichtet werden sollten.

8.2 Chancen und Risiken

In Zusammenhang mit der Errichtung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge ergeben sich

viele Chancen für die regionale Wirtschaft, aber auch Risiken die damit verbunden sind. Um

eine funktionierende Ladeinfrastruktur aufbauen zu können, müssen vor allem technische

Probleme hinsichtlich der Abrechnung gelöst werden. Zum aktuellen Zeitpunkt ist eine

Abrechnung einzelner Stationen noch nicht wirtschaftlich. Auch unklar ist, inwieweit Nutzer

bereit sind Entgelt für die öffentliche Ladung zu zahlen, da bisherige Ladestationen oft

kostenlos zur Verfügung stehen. Mit dem Aspekt der Abrechnung spielt auch die Autorisierung

an der Station, beispielsweise mittels RFID Chip, eine große Rolle. Ohne

Zugangsbeschränkungen könnten Stationen missbräuchlich genutzt werden und Strom

zweckentfremdet werden. Neben diesen technischen Aspekten, ist auch Vandalismus eine große

Gefahr. Durch die öffentliche Zugänglichkeit, kann dies jedoch nie komplett ausgeschlossen

werden. Bedingt durch den Unterschied, dass konventionelle Tankstellen durch Personal ständig

unter Beobachtung stehen, müssen Konzepte entwickelt werden Beschädigungen und

Missbrauch zu vermeiden. Insbesondere im ländlichen Raum ist damit zu rechnen, dass

Stationen nicht durchgängig überwacht werden können. Als letztes Problem können die

rechtlichen Rahmenbedingungen genannt werden. Standardisierungen im Europäischen Raum

ermöglichen die Ladung über ein einheitliches Steckersystem. Außerhalb des europäischen

Binnenmarktes existieren andere Standards für Steckersysteme und müssen bei der Einfuhr nach

Europa berücksichtigt werden. Weitere rechtliche Restriktionen verbieten es Firmen ihren

Mitarbeitern kostenlose Ladepunkte zur Verfügung zu stellen, da dies als geldwerter Vorteil

angesehen wird. Mit dem Ausbau der Elektromobilität muss sich mit diesen Hindernissen

Abb. 17 – Ermittelte Stationen


auseinandergesetzt und eine Lösung gefunden werden. Die Elektrifizierung des

Individualverkehrs bietet jedoch auch großes Potenzial für die regionale Wirtschaft. Der Aufbau

der Infrastruktur, die Entwicklung von Informations- und Kommunikationstechnologie oder

auch die Sanierung und Installation von Stromleitungen sind Bereiche, in denen mit steigender

Anzahl an EV auch der Markt eine deutlich höhere Nachfrage aufbringen wird.

8.3 Ausblick

In Hinblick auf die aktuelle Situation und den Bestand an Elektrofahrzeugen steht ohne Zweifel

ein Wandel in der Mobilität bevor. Wie schnell sich dieser jedoch realisieren wird kann nicht

genau vorhergesagt werden. Mit großer Wahrscheinlichkeit wird es zu Beginn der

Markthochlaufphase nicht einfach werden, viele Stationen mit privaten Betreibern zu

realisieren, die auch der Öffentlichkeit zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund stellt sich die

Forderung, dass die Kommunen tätig werden und die öffentliche Ladeinfrastruktur angepasst an

das Wachstum ausgebaut wird. Die Notwendigkeit von privaten Stationen für ein

funktionierendes Konzept im ländlichen Raum muss auch von den ansässigen Unternehmen

erkannt werden. Gerade zu Beginn ist die fehlende Wirtschaftlichkeit von Ladestationen negativ

zu sehen. Durch den Betrieb von eigenen Elektroautos mit einer höheren Fahrleistung können

jedoch die Fahrzeuge und somit auch die Ladestationen heute schon wirtschaftlich attraktiv

genutzt werden. Bei Stationen, die mit der Öffentlichkeit geteilt werden, sind vor allem das

Image durch die Umweltfreundlichkeit und die Pionierstellung als Gründe für die

Elektromobilität zu nennen. Mit steigenden Bestandszahlen an Elektrofahrzeugen werden auch

Abrechnungsmodelle entwickelt, die in größerem Umfang angewendet werden können und so

den Betrieb der Stationen wirtschaftlich gestalten.

Vor allem in technischer Hinsicht wird sich in den nächsten Jahren vieles ändern. Im Bereich

Forschung und Entwicklung zeigen sich große Potenziale für den Ausbau der Elektromobilität.

Diese Veränderungen werden sich auch bei der Standortwahl der Ladeinfrastruktur bemerkbar

machen, da durch größere Batteriekapazitäten deutliche höhere Reichweiten erzielt werden

können, welche den konventionellen Antrieben in Nichts mehr nachstehen. Nach Angaben des

Bundesverbands eMobilität e.V. ist in drei bis fünf Jahren mit einer Verdreifachung der

Energiedichte in Batterien zu rechnen16

. Bereits durch die Entwicklung der Metall-Luft-Systeme

lassen sich dreimal höhere Energiedichten (über 450 Wh/kg) erzielen. Nachteil dieser Batterien

wird zu Beginn hauptsächlich der Preis sein. In Zusammenhang mit der Preisentwicklung von

Lithium-Ionen Akkus in den letzten Jahren, lässt sich ein Trend zu stetig sinkenden Preisen

erkennen. Die größte Internetplattform zu diesem Thema, InsideEVs deutet an, dass Tesla

16

BEM


bereits heute schon einen Batteriepreis von 238$/kWh (173,88€/kWh)17

erzielt. Allein 2010 fiel

der Preis von Lithium-Ionen um zwei Drittel auf 300€/kWh. Zeichnet sich diese

Preisentwicklung auch bei den Metall-Luft Systemen ab, so kann davon ausgegangen werden,

dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis preisgünstige Batterien auf den Markt kommen, die dem

konventionellen Antrieb auch in der Reichweite starke Konkurrenz machen können.

Neben den technischen Fortschritten führen auch Innovationen einzelner Unternehmen zu einem

Wandel in der Ladeinfrastruktur der Elektromobilität. Das Berliner Start-up Unternehmen

Ubitricity testet bis Ende 2014 eine neue Art der Ladestation. Die so genannten Laternenparker

können als Auslöser gesehen werden für das Konzept Laternenmasten mit Steckdosen

auszustatten. Diese als Ladepunkte verfügbar zu machen und so die Ladeinfrastruktur,

insbesondere in Stadtzentren, zu stärken, ist Ziel des Start-up Unternehmens.18

Im Großen und Ganzen zeigen sich viele Fortschritte in der elektrischen Mobilität. Nicht zuletzt

durch eine große Anzahl an staatlichen Förderprojekten und technischen Innovationen, die einen

immer attraktiveren Einstieg in die Mobilität der Zukunft bieten. Neben der steigenden

Attraktivität der Elektromobilität wird die konventionelle Fortbewegung mittels

Verbrennungsmotoren immer teurer. Repräsentativ dafür kann die Benzinpreisentwicklung mit

der Entwicklung der Batteriepreise verglichen werden. Während der Benzinpreis einen immer

stärkeren Trend nach oben aufweist, sanken die Batteriekosten pro kWh in wenigen Jahren

erheblich. Neben der Preisentwicklung spricht vor allem auch die Effizienz für die elektrisch

betriebenen Fahrzeuge. Es bleibt somit nur die Frage offen, wann sich die Elektromobilität als

primäre Form des Individualverkehrs durchsetzen wird. Um dies realisierbar zu gestalten,

müssen neben Fortschritten in Forschung und Entwicklung auch die Standorte weg von ihren

Imagestandorten, dorthin wo sie tatsächlich genutzt werden. Um ein nachhaltiges Wachstum in

der stromgetriebenen Mobilität zu erreichen ist es zwingend notwendig, mehr Akzeptanz in der

Bevölkerung zu schaffen und die erneuerbaren Energien als Grundlage für einen

umweltbewussten Verkehr voranzutreiben.

17

INSIDEEVS2 18

UBITRICITY

Abkürzungsverzeichnis 42

Abkürzungsverzeichnis

A Ampere (Stromstärke)

AC alternating current (Wechselstrom)

ACEA Europäischer Automobilherstellerverband

ALK Automatisierte Liegenschaftskarte

API Application Programming Interface

CCS Combined Charging Systeme

DC direct current (Gleichstrom)

EV Electric Vehicle

GIS Geoinformationssystem

KBA Kraftfahrtbundesamt

kW Kilowatt

kWh Kilowattstunde

NPE Nationale Plattform Elektromobilität

OSM Open Street Map

RFID Radio Frequency Identification

V Volt (Spannung)

VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik

W Watt (Leistung)

Wh Wattstunden

Literaturverzeichnis 43

Literaturverzeichnis

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Anhang A - Branchendifferenzierung 46

Branchen Pri

vate

Sta

tio

ne

n

Firm

en

Sta

tio

ne

n

Shar

ing

Stat

ion

en

Ku

nd

en

Sta

tio

ne

n

Berufsbildende weiterführende Schulen - - - X

Betrieb von Kultur- und Unterhaltungseinrichtungen - - - X

Betrieb von Sportanlagen - - - X

Campingplätze - - - X

Einzelhandel mit Kraftwagenteilen und -zubehör - - - X

Einzelhandel mit sonstigen Gütern (in Verkaufsräumen) - - - X

Erbringung von Dienstleistungen der Unterhaltung und der Erholung a. n. g. - - - X

Gastronomie - - - X

Hotels, Gasthöfe und Pensionen - - - X

Kinos - - - X

Krankenhäuser - - - X

Restaurants, Gaststätten, Imbissstuben, Cafés, Eissalons u. Ä. - - - X

Saunas, Solarien, Bäder u. Ä. - - - X

Sport- und Freizeitunterricht - - - X

Sportvereine - - - X

Vermietung von Kraftwagen - - X -

Vermietung von Kraftwagen mit einem Gesamtgewicht von 3,5 t oder weniger - - X -

Vermietung von Kraftwagen mit einem Gesamtgewicht von mehr als 3,5 t - - X -

Handel mit Kraftwagen - - X -

Elektrizitätserzeugung - - X -

Energieversorgung - - X -

Öffentliche Verwaltung auf den Gebieten Gesundheitswesen, Bildung, Kultur und Sozialwesen - - X -

Elektrizitätsversorgung - - X -

Güterbeförderung im Straßenverkehr, Umzugstransporte - X - -

Soziale Betreuung älterer Menschen und Behinderter - X - -

Betrieb von Taxis - X - -

Hotels, Gasthöfe und Pensionen - X - -

Erbringung von sonstigen Dienstleistungen für den Verkehr a.n.g. - X - -

Pflegeheime - X - -

Krankenhäuser - X - -

Fahr- und Flugschulen - X - -

Hausmeisterdienste - X - -

Personenbeförderung im Nahverkehr zu Lande (ohne Taxis) - X - -

Allgemeine Gebäudereinigung - X - -

Malerei und Glaserei - X - -

Handel mit Kraftwagen - X - -

Dachdeckerei und Zimmerei - X - -

Anbringen von Stuckaturen, Gipserei und Verputzerei - X - -

Fußboden-, Fliesen- und Plattenlegerei, Tapeziererei - X - -

Garten- und Landschaftsbau sowie Erbringung von sonstigen gärtnerischen Dienstleistungen - X - -

Elektrizitätserzeugung - X - -

Sonstige Personenbeförderung im Landverkehr - X - -

Güterbeförderung im Straßenverkehr - X - -

Beseitigung von Umweltverschmutzungen und sonstige Entsorgung - X - -

Herstellung von Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren - X - -

Großhandel mit elektronischen Bauteilen und Telekommunikationsgeräten - X - -

Herstellung von Teigwaren - X - -

Energieversorgung - X - -

Herstellung von Batterien und Akkumulatoren - X - -

Herstellung von Backwaren (ohne Dauerbackwaren) - X - -

Sonstiges Sozialwesen a. n. g. - X - -

Herstellung von Lagern, Getrieben, Zahnrädern und Antriebselementen - X - -

Öffentliche Verwaltung auf den Gebieten Gesundheitswesen, Bildung, Kultur und Sozialwesen - X - -

Allgemeine öffentliche Verwaltung - X - -

Elektrizitätsversorgung - X - -

Wärme- und Kälteversorgung - X - -

Sonstige Personenbeförderung im Landverkehr a. n. g. - X - -

Herstellung von Dauerbackwaren - X - -

Erbringung sonstiger Verpflegungsdienstleistungen - X - -

Erbringung von sonstigen Dienstleistungen für den Landverkehr - X - -

Handel mit Kraftwagen mit einem Gesamtgewicht von 3,5 t oder weniger X - - -

Instandhaltung und Reparatur von Kraftwagen X - - -

Handel mit Kraftwagen X - - -

Elektrizitätserzeugung X - - -

Reparatur von Maschinen X - - -

Einzelhandel mit Motorenkraftstoffen (Tankstellen) X - - -

Einzelhandel mit sonstigen Gütern (in Verkaufsräumen) X - - -

Energieversorgung X - - -

Öffentliche Verwaltung auf den Gebieten Gesundheitswesen, Bildung, Kultur und Sozialwesen X - - -

Allgemeine öffentliche Verwaltung X - - -

Elektrizitätsversorgung X - - -

Handel mit Kraftfahrzeugen; Instandhaltung und Reparatur von Kraftfahrzeugen X - - -

Handel mit Kraftwagen mit einem Gesamtgewicht von mehr als 3,5 t X - - -

Anhang A - Branchendifferenzierung

Anhang B – Quellcode Viewer 47

Anhang B – Quellcode Viewer <!DOCTYPE html>

<html style="background-color: beige;"

>

<head>

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">

<meta name="testviewer" content="initial-scale=1, maximum-scale=3, user-scalable=yes">

<title>"testviewer"</title>

<link rel="stylesheet" href="http://js.arcgis.com/3.8/js/dojo/dijit/themes/claro/claro.css">

<link rel="stylesheet" href="http://js.arcgis.com/3.8/js/esri/css/esri.css">

<script src="http://js.arcgis.com/3.8/"></script>

<script>

var map;

require([

"esri/geometry/Extent",

"esri/map",

"esri/layers/ArcGISDynamicMapServiceLayer",

"esri/layers/FeatureLayer",

"esri/layers/ImageParameters",

"esri/layers/ArcGISTiledMapServiceLayer",

"esri/dijit/Popup",

"esri/dijit/PopupTemplate",

"dojo/dom-construct",

"dojo/on",

"esri/InfoTemplate",

"dojo/dom",

"dojo/query",

"dojo/domReady!",

"esri/dijit/Legend",

"dojo/_base/array",

"dojo/parser"],

function(Extent,

Map,

ArcGISDynamicMapServiceLayer,

FeatureLayer,

ImageParameters,

ArcGISTiledMapServiceLayer,

Popup,

PopupTemplate,

DomConstruct,

on,

InfoTemplate,

dom,

query,

ready,

Legend,

arrayUtils,

parser) {

var extent = new Extent({"xmin":3456365.14131348, "ymin":5429790.81, "xmax":3490240.06990234, "ymax":5461028.09126526,"spatialReference": {"wkid": 31467}});

var popup = Popup({

titleInBody: false

},DomConstruct.create("div"));

var template_abdecklayer = new InfoTemplate();

template_abdecklayer.setTitle("Abdecklayer");

template_abdecklayer.setContent("${*}");

var template_fqkm = new InfoTemplate();

template_fqkm.setTitle("Firmenstationen Gruppen");

template_fqkm.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}, <br/> Punkte pro Flaeche: ${P_pro_Flaeche}");

var template_kqkm = new InfoTemplate();

template_kqkm.setTitle("Kundenstationen Gruppen");

template_kqkm.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}, <br/> Punkte pro Flaeche: ${P_pro_Flaeche}");

var template_stationen_firmen = new InfoTemplate();

template_stationen_firmen.setTitle("Firmenstationen")

template_stationen_firmen.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}");

var template_stationen_kunden = new InfoTemplate();

template_stationen_kunden.setTitle("Kundenstationen");

template_stationen_kunden.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}");

var template_stationen_privat = new InfoTemplate();

template_stationen_privat.setTitle("Private Stationen");

template_stationen_privat.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}");

var template_stationen_sharing = new InfoTemplate();

template_stationen_sharing.setTitle("Sharing Stationen");

template_stationen_sharing.setContent("Potenzialwert: ${GRIDCODE}");

map = new Map("mapDiv", {

"extent": extent,

infoWindow: popup

});

var imageParameters = new ImageParameters();

imageParameters.format = "jpeg";

var Abdecklayer = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/5", {

id: "Abdecklayer",

outFields: ["*"],

"opacity" : 1.0,

"imageParameters" : imageParameters,

infoTemplate: template_abdecklayer,

visible: true

});

var fqkm = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/7", {

id: "fqkm",

outFields: ["*"],

"opacity" : 0.5,


infoTemplate: template_fqkm,

visible: false

});

var stationen_firmen = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/9", {

id: "stationen_firmen",

outFields: ["*"],

"opacity" : 0.5,


infoTemplate: template_stationen_firmen,

visible: false

});

var stationen_kunden = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/10", {

id: "stationen_kunden",

outFields: ["*"],

"opacity" : 0.5,


infoTemplate: template_stationen_kunden,

visible: false

});

var stationen_privat = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/11", {

id: "stationen_privat",

outFields: ["*"],

"opacity" : 0.5,


infoTemplate: template_stationen_privat,

visible: false

});

var stationen_sharing = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/12", {

id: "stationen_sharing",

outFields: ["*"],

"opacity" : 0.5,


infoTemplate: template_stationen_sharing,

Import der

vordefinierten Module

Definition des Infotools

Definition der Layer

Geographischer Extent

Anhang B – Quellcode Viewer 48

visible: false

});

var potenzielle_private_stationen = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/1", {

id: "potenzielle_private_stationen",

outFields: ["*"],

"opacity" : 1,


infoTemplate: potenzielle_private_stationen,

visible: true

});

var potenzielle_sharing_stationen = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/2", {

id: "potenzielle_sharing_stationen",

outFields: ["*"],

"opacity" : 1,


infoTemplate: potenzielle_sharing_stationen,

visible: true

});

var potenzielle_kunden_stationen = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/3", {

id: "potenzielle_kunden_stationen",

outFields: ["*"],

"opacity" : 1,


infoTemplate: potenzielle_kunden_stationen,

visible: true

});

var potenzielle_firmen_stationen = new FeatureLayer("http://localhost/ArcGIS/rest/services/em/MapServer/4", {

id: "potenzielle_firmen_stationen",

outFields: ["*"],

"opacity" : 1,


infoTemplate: potenzielle_firmen_stationen,

visible: true

});

var cachelayer = new ArcGISTiledMapServiceLayer("http://rips-dienste.lubw.baden-wuerttemberg.de/ArcGIS/rest/services/RIPS_Cache_kombiniert/MapServer");

map.on("layers-add-result", function (evt) {

var layerInfo = arrayUtils.map(evt.layers, function (layer, index) {

return {layer:layer.layer, title:layer.layer.name};

});

var legendDijit = new Legend({

map: map,

layerInfos: layerInfo

}, "legendDiv");

legendDijit.startup();

});

map.addLayer(cachelayer);

map.addLayer(fqkm);

map.addLayer(stationen_firmen);

map.addLayer(stationen_kunden);

map.addLayer(stationen_privat);

map.addLayer(stationen_sharing);

map.addLayer(Abdecklayer);

map.addLayers([potenzielle_private_stationen,

potenzielle_sharing_stationen,

potenzielle_kunden_stationen,

potenzielle_firmen_stationen]);

on(dom.byId("layer1CheckBox"), "change", updateLayerVisibility);









function updateLayerVisibility (evt){

var Layer= map.getLayer(evt.target.defaultValue);

Layer.setVisibility(!Layer.visible);

}

});

</script>

<style type="text/css">

html, body, #mapDiv {

margin: 10;

height: 100%;

}

</style>

</head>

<body>

<div align="left" style="float:left;z-index:99" > Vorhandene Layer: <span id="layer_list"><br/><br/>

<div style="font-size=small;">

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer1CheckBox' value="stationen_firmen" />Firmenstationen (flächenhaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer2CheckBox' value="stationen_kunden" />Kundenstationen (flächenhaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer3CheckBox' value="stationen_privat" />Private Stationen (flächenhaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer4CheckBox' value="stationen_sharing" />Sharing Stationen (flächenhaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer5CheckBox' value="fqkm" />Firmen Stationen Gruppen (flächenhaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer7CheckBox' value="potenzielle_private_stationen" checked/>Private Stationen (punkthaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer8CheckBox' value="potenzielle_sharing_stationen" checked/>Sharing Stationen (punkthaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer9CheckBox' value="potenzielle_kunden_stationen" checked/>Kunden Stationen (punkthaft)

<br/>

<input type='checkbox' class='list_item' id='layer10CheckBox' value="potenzielle_firmen_stationen" checked/>Firmen Stationen (punkthaft)

</div>

</div>

<div style="float:right;z-index:99;background:none;">

<div align="right" style="heigth:100px;" id="legendDiv"></div>

</div>

<div id="mapDiv" style="height:96%;width:75%; float:right;z-index:99; outline-style: double;"></div>

</body>

</html>

Struktur des Infotools

Starten der Legende

Hinzufügen der Layer

Checkboxüberwachung

Sichtbarkeit switchen

Anhang C - Rastermodell 49

Anhang C - Rastermodell

Anhang D - Nutzungsszenarien 50

Anhang D - Nutzungsszenarien

* = Primärer Ladepunkt

Anhang E 51

Anhang E

Inhalt der CD

Die beigelegte CD enthält die PDF Version der Thesis, sowie die Geodatenbank mit allen

Layern, welche in der Analyse betrachtet wurden. Außerdem liegen das Modell der Analyse als

Toolbox und eine MXD-Datei zur Visualisierung in ArcGIS vor. Ergänzend die HTML-Datei

des Testviewers, die den JavaScript Code zur Darstellung der Website enthält.

potenzialanalyse zur optimalen standortbestimmung der

Documents